专利名称：一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的方法
技术领域：
本发明涉及一种化工原料的制备方法，特别是涉及一种核医学成像技术、x射线探测器、无损检测核心材料闪烁陶瓷所需关键粉体材料的制备方法。
技术背景在核医学成像技术中，闪烁体是重要的光功能材料，主要包括无 机闪烁晶体和闪烁陶瓷。无机闪烁陶瓷的制备需要具有良好特性的纳 米粉体，对降低烧结温度、实现晶粒均匀化起到重要作用。在粉体制 备过程中容易均匀掺杂，工艺简单，成本低廉及良好机械加工性等优点，己成为X-CT用闪烁探测材料的首选对象。(Y，Gd)203:Eu3+由基质材料Y203、 Gd203和发光的激活离子Eu3+ 组成，属立方晶体结构，光学各向同性，具有高密度(5.92g/cm3), 短衰减时间(<10—3s)，短余辉(<0.01%)等优点，是一种高效率的X 射线发光材料。近年来(Y，Gd)203:Ei^+粉体经特殊烧结工艺制备的透 明陶瓷与光电倍增管组成光电转换器件已应用在核医学成像领域，但 其制备优良特性的粉体，降低制备成本、实现简单工艺一直是新材料 研究领域需要解决的问题。目前国内外制备氧化钇及氧化钇基粉体主要有燃烧法，微乳液 法、化学气相沉积法等。上述粉体合成方法中燃烧法合成Y203:Eu粉 体颗粒大、团聚严重，粉体的发光性能差；微乳液法制备的Y203粉体的粒径小，但工艺复杂，成本高，产量低，且不适合工业化生产；化学气相沉积法生产设备昂贵，难以实现产业化。发明内容本发明的目的在于提供一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的方 法，该方法通过以氨水为沉淀剂的共沉淀法制备一种粒径小、分散性 好的(Y，Gd^03:E^+纳米粉体，制得的粉体粒度分布窄、活性强、掺杂 稀土离子均匀，利于降低其烧结性能，生产成本低廉、易于实现产业 化。本发明的目的是通过以下技术方案实现的 一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的方法，该方法包括如下步骤1) 溶液的配置按(YkGd(uEUx)203组分称取稀土氧化物Y203、Gd203、 Eu203，并将其溶于浓盐酸中，加入蒸馏水，配置成浓度为 0.01~lmol/L的稀土溶液；将沉淀剂氨水配置成浓度为0.1~6mol/L的 稀氨水；2) 前驱体的制备将上述的沉淀剂氨水滴加到配置好的稀土溶 液中，得到的先驱沉淀物经时效0 4h后，用蒸馏水和无水乙醇清洗， 抽滤，再把先驱沉淀物置于干燥箱中干燥，干燥温度为70~130°C， 干燥时间为8 24h，再经过筛得前驱体粉末；3) 粉体的制备将上述制得的前驱体粉末煅烧，球磨后即可制 得粉体样品。如上所述的一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的方法，其以Eii203形式搀杂的Eu"的掺杂浓度为lmol%~10mol%。如上所述的一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的方法，其在滴定时，环境温度为0 2(TC，滴定速度为l~5ml/min，沉淀完全后调节体系的PH值为7~12。如上所述的一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的方法，其煅烧时采用弱还原性气氛，煅烧温度为500 1000'C，保温时间为l 6h。 本发明的优点与效果是1. 本发明的先驱沉淀物在煅烧过程中，煅烧温度为60(TC时就已 经有纯晶相(Y，Gd)203:Eu3+形成，至U700。C时，纯晶相(Y，Gd)203:Eu3+已 经完全形成了，其晶化温度低，无杂相，结晶度好。2. 本发明制备工艺简单，周期短，成本低，适于投入批量生产。3. 本发明制备的(Y，Gd^03:E^+粉体颗粒团聚较少，分散性好， 近似球形，平均粒径为20nm。
图l是本发明平均粒径约为20nm的(Y，Gd)2O3:Ei^+粉体的SEM图； 图2是本发明平均粒径约为20nm的(Y，Gd)2O3:Eu"粉体的TEM图； 图3是本发明(Y，Gd)2CV.Ei^+粉体的选区电子衍射花样图； 图4是本发明Ei^+的掺杂浓度对粉体发光性能影响的波线图。
具体实施方式
本发明的附图为在电子显微镜下对本发明(Y，Gd)203:Eu"粉体进 行扫描的照片，其中的文字不是很清晰，但并不影响对本发明技术方 案的理解。下面对本发明进行详细说明。 本发明包括如下制备步骤1. 溶液的配置按(YLxGdo,3Eux)203组分称取Y203 (99.9%)、 Gd203 (99.9%)、 Eu203 (99.9%)，经浓盐酸溶解，配成浓度为 0.01~lmol/L的稀土溶液。沉淀剂氨水的浓度配为0.1~6mol/L。2. 前驱体的制备将上述的沉淀剂滴加到配置好的稀土溶液中， 温度为0 2(TC，滴加速度为l~5ml/min，调节体系的PH值为7~12， 得到的先驱沉淀物时效0 4h，用蒸馏水和无水乙醇清洗数次，抽滤， 把先驱沉淀物置于干燥箱中在70 13(TC干燥8 24 h。3. 煅烧把干燥好的前驱体粉末粉碎，置于500 100(TC的马费 炉中煅烧l 4h。如图所示，本发明制备的粉体分散性良好，近似球形；其 (Y，Gd)203:E^+样品属于体心立方结构；Ei^+的掺杂浓度对粉体发光性 能是具有影响的，即Eu"的最佳掺杂浓度为5~7mol%，在612nm波 长处具有最强的相对发光峰。实施例1:te0.281gY2O3 、 0.213gGd2O3和0.021gEu2CV混合并溶于浓盐 酸，加入蒸馏水配成含稀土离子为0.05mol/L的溶液。配成氨水的浓 度为lmol/L ，把氨水滴入已配好的稀土溶液中，速度2ml/min，直 至PH-7 8，并用磁力搅拌器搅拌，滴定结束后时效30min，抽滤，用 蒸馏水清洗三遍，无水乙醇洗两遍，直至PH-8，置于温度为70。C干 燥箱中干燥24h ，研磨，过80目的网筛，置于马费炉中在700。C煅烧2h，球磨，获得一次粒径为17nm的，球状的，团聚较严重的 (Y，Gd)203:Eu3+粉体。 实施例2:te2.042gY2O3 、 1.471gGd2O3和0.147gEu2O3混合并溶于浓盐 酸，加入蒸馏水配成含稀土离子为0.1mol/L的溶液。配成氨水的浓 度为lmol/L，把氨水滴入己配好的稀土溶液中，速度2ml/min，直至 PH=8左右，并用磁力搅拌器搅拌，滴定结束后时效30min，抽滤， 用蒸馏水清洗三遍，无水乙醇洗两遍，直至PH=7~8，置于温度为70°C 干燥箱中干燥24h，研磨，过80目的网筛，置于马费炉中在70(TC煅 烧2h，球磨，获得一次粒径为20nm，球状的，分散性良好的 (Y，Gd)203:Eu3+粉体。实施例3:把0.568丫203 、 0.402g Gd2Ojn 0.036g Eii203混合并溶于浓盐 酸，把稀土离子为0.2mol/L的溶液。配成氨水的浓度为lmol/L,把 氨水滴入已配好的稀土溶液中，速度2ml/min，直至PH-8左右，并 用磁力搅拌器搅拌,滴定结束后时效30min，抽滤，用蒸馏水清洗三遍， 无水乙醇洗两遍，直至PH-7 8，置于温度为70'C干燥箱中干燥24h， 研磨，过80目的网筛，置于马费炉中在70(TC煅烧2h，球磨，获得粉 体粒径为25nm，球状的，分散性良好的(丫^句203工113+粉体。
权利要求
1.一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤1)溶液的配置按(Y1-xGd0.3Eux)2O3组分称取稀土氧化物Y2O3、Gd2O3、Eu2O3，并将其溶于浓盐酸中，加入蒸馏水，配置成浓度为0.01～1mol/L的稀土溶液；将沉淀剂氨水配置成浓度为0.1～6mol/L的稀氨水；2)前驱体的制备将上述的沉淀剂氨水滴加到配置好的稀土溶液中，得到的先驱沉淀物经时效0～4h后，用蒸馏水和无水乙醇清洗，抽滤，再把先驱沉淀物置于干燥箱中干燥，干燥温度为70～130℃，干燥时间为8～24h，再经过筛得前驱体粉末；3)粉体的制备将上述制得的前驱体粉末煅烧，球磨后即可制得粉体样品。
2. 根据权利要求1所述的一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的方法，其特征在于，以EU203形式搀杂的Eu"的掺杂浓度为lmol%~10mol%。
3. 根据权利要求1所述的一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的 方法，其特征在于，滴定时，环境温度为0~20°C，滴定速度为 l~5ml/min，沉淀完全后调节体系的PH值为7~12。
4. 根据权利要求1所述的一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的 方法，其特征在于，煅烧时采用弱还原性气氛，煅烧温度为500~1000 。C，保温时间为l~6h。
全文摘要
一种共沉淀法制备钇钆铕纳米粉体的方法，涉及一种化工原料的制备方法，该方法包括如下步骤1)按(Y<sub>1-x</sub>Gd<sub>0.3</sub>Eu<sub>x</sub>)<sub>2</sub>O<sub>3</sub>组分称取稀土氧化物Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、Eu<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，并将其溶于浓盐酸中，加入蒸馏水，配置成稀土溶液；将沉淀剂氨水稀氨水；2)将上述的沉淀剂氨水滴加到配置好的稀土溶液中，得到的先驱沉淀物经时效后，清洗，抽滤，干燥，再经过筛得前驱体粉末；3)将上述制得的前驱体粉末煅烧，球磨后即可制得粉体样品。本发明采用湿化学共沉淀法制备粉体，获得的(Y，Gd)<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:Eu<sup>3+</sup>粉体分散性好，一次粒径平均为20nm，而且制备工艺简单，周期短，成本低，适于批量生产。
文档编号B22F9/24GK101239398SQ20081001070
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月20日 优先权日2008年3月20日
发明者晶 刘, 凯 尹, 沈世妃, 王华栋, 郭易芬, 雷 闻, 马伟民 申请人:沈阳化工学院