专利名称：一种磷酸镧或稀土掺杂磷酸镧薄膜的电化学制备方法
技术领域：
本发明涉及薄膜的制备，尤其涉及一种采用电化学沉积法制备磷酸镧或稀土掺杂 磷酸镧薄膜的方法。
背景技术：
稀土掺杂镧系磷酸盐应用广泛，可用于光学显示板、阴极射线管、光电装置等。磷 酸镧无荧光发射、熔点高、光子产率高，是稀土掺杂的优良基质，属于单斜晶系或六方晶系。到目前为止，已经发展了一些磷酸镧和稀土掺杂磷酸镧晶体的制备方法，如水热 法、溶胶_凝胶法、声化学法、化学沉淀法、微乳液法等。然而，这些方法要求高温，高真空， 复杂的设备和严格的实验程序，极大地阻碍了它们的普遍应用。此发明中，采用电化学沉积 法制备了具有一定形貌的磷酸镧和稀土掺杂磷酸镧薄膜，设备简单、操作方便、低温常压下 即可进行。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种简便高效的采用电沉积法制备磷 酸镧薄膜或稀土掺杂磷酸镧薄膜的方法。采用电沉积法制备磷酸镧薄膜的方法包括如下步骤1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2 3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波 清洗器里清洗10 30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10%的硝酸溶液中活 化10 30秒，最后用去离子水清洗，待用；2)0.005 0.5摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠与镧离子配合物溶液中，加入 0. 01 1摩尔/升磷酸钠，调节溶液的PH值为4 6，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，钼电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电 极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2￥ 1.8￥，沉积 温度为30 80°C，得到磷酸镧薄膜。采用电沉积法制备稀土掺杂磷酸镧薄膜的方法包括如下步骤1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2 3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波 清洗器里清洗10 30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10%的硝酸溶液中活 化10 30秒，最后用去离子水清洗，待用；2)0. 005 0. 5摩尔/升的硝酸镧溶液中加入0. 0001 0. 1摩尔/升的硝酸铕， 加入0. 0051 0. 6摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠，形成配合物溶液，再加入0. 01 1摩尔 /升的磷酸钠溶液，调节溶液PH值为4 6，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，钼电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电 极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2￥ 1.8￥，沉积 温度为30 80°C，得到稀土掺杂的磷酸镧薄膜。本发明具有设备简单、成本低、沉积速率快、材料生长温度低、可以在常温常压下
3操作的特点，有望进行工业化生产。电沉积法制备的磷酸镧薄膜均勻，形貌为纳米棒，较高 温度下结晶性好。稀土元素铕均勻地掺杂于磷酸镧薄膜，具有强的荧光发射峰，可作为激光 材料和荧光标记材料。
图1是磷酸镧薄膜的场发射扫描电镜图；图2是磷酸镧薄膜的X射线衍射图；图3是掺铕磷酸镧薄膜的荧光发射光谱图。
具体实施例方式实施例11)用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗 器里清洗10分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10 %的硝酸溶液中活化10秒，最 后用去离子水清洗，待用；2)0. 005摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠与镧离子配合物溶液中，加入0. 01摩尔/ 升磷酸钠溶液，调节溶液的PH值为4，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，钼电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电 极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2V，沉积温度为 30°C，得到磷酸镧薄膜。实施例21)用丙酮清洗ITO导电玻璃3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗 器里清洗30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10%的硝酸溶液中活化30秒，最 后用去离子水清洗，待用；2) 0. 5摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠与镧离子配合物溶液中，加入1摩尔/升磷酸 钠溶液，调节溶液的PH值为6，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，钼电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电 极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.8V，沉积温度为 80°C，得到磷酸镧薄膜。实施例31)用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗 器里清洗15分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10%的硝酸溶液中活化15秒，最 后用去离子水清洗，待用；2)0.01摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠与镧离子配合物溶液中，加入0. 02摩尔/升 溶液，调节溶液的PH值为6，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，钼电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电 极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.6V，沉积温度为 50°C，得到磷酸镧薄膜。经场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射(XRD)等，对电沉积在ITO导电玻璃上 的磷酸镧薄膜的结构进行表征。扫描电镜图1表明磷酸镧薄膜均勻致密，呈纳米棒状；X射线衍射图2表明磷酸镧为六方晶系。实施例41)用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗 器里清洗10分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10 %的硝酸溶液中活化10秒，最 后用去离子水清洗，待用；2) 0. 005摩尔/升的硝酸镧溶液中加入0. 0001摩尔/升的硝酸铕，加入0. 0051摩 尔/升的乙二胺四乙酸二钠，形成配合物溶液，加入0. 01摩尔/升磷酸钠溶液，调节溶液PH 值为4，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，钼电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电 极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2V，沉积温度为 30 0C，得到稀土掺杂的磷酸镧薄膜。实施例51)用丙酮清洗ITO导电玻璃3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗 器里清洗30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10%的硝酸溶液中活化30秒，最 后用去离子水清洗，待用；2)0. 5摩尔/升的硝酸镧溶液中加入0. 1摩尔/升的硝酸铕，加入0. 6摩尔/升 的乙二胺四乙酸二钠，形成配合物溶液，加入1. 2摩尔/升的磷酸钠溶液，调节溶液pH值为 6，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，钼电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电 极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.8V，沉积温度为 80°C，得到稀土掺杂的磷酸镧薄膜。实施例61)用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗 器里清洗15分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10%的硝酸溶液中活化15秒，最 后用去离子水清洗，待用；2)0. 01摩尔/升的硝酸镧溶液中加入0. 001摩尔/升的硝酸铕，加入0. 011摩尔 /升的乙二胺四乙酸二钠，形成配合物溶液，加入0. 02摩尔/升磷酸钠溶液，调节溶液pH值 为6，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，钼电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电 极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.8V，沉积温度为 50 0C，得到稀土掺杂的磷酸镧薄膜。经荧光发射光谱(PL)，对电沉积在ITO导电玻璃上的稀土掺杂磷酸镧薄膜进行表 征。图3为掺铕磷酸镧薄膜的荧光发射光谱，显示铕的特征发射峰，激发波长为397nm。
权利要求
一种采用电沉积制备磷酸镧薄膜的方法，其特征在于包括如下步骤1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2～3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10～30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化10～30秒，最后用去离子水清洗，待用；2)0.005～0.5摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠与镧离子配合物溶液中，加入0.01～1摩尔/升的磷酸镧溶液，调节溶液pH值为4～6，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2V～1.8V，沉积温度为30～80℃，得到磷酸镧薄膜。
2.一种采用电沉积制备稀土掺杂磷酸镧薄膜的方法，其特征在于包括如下步骤1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2 3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器 里清洗10 30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10%的硝酸溶液中活化10 30秒，最后用去离子水清洗，待用；2)0.005 0. 5摩尔/升的硝酸镧溶液中加入0. 0001 0. 1摩尔/升的硝酸铕，加入 0. 0051 0.6摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠，形成配合物溶液，加入0.01 1.2摩尔/升 的磷酸钠溶液，调节溶液PH值为4 6，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，钼电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体 系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2￥ 1.8￥，沉积温度 为30 80°C，得到稀土掺杂的磷酸镧薄膜。
全文摘要
本发明公开了一种采用电沉积制备磷酸镧或稀土掺杂磷酸镧薄膜的方法。包括如下步骤1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2～3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10～30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化10～30秒，最后用去离子水清洗，待用；2)0.005～0.5mol/L乙二胺四乙酸二钠与镧离子的配合物溶液中，加入磷酸钠溶液，调节pH值为4～6，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2V～1.8V，得到磷酸镧薄膜。本发明的优势在于设备简单，成本低，常压低温。除了适合于科学研究外，有望实现大规模工业化生产。
文档编号C30B29/14GK101962805SQ20101050888
公开日2011年2月2日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者刘润, 徐铸德, 王辉, 陈科立 申请人:浙江大学