专利名称：一种锆酸镝掺铽绿色发光材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锆酸镝掺铽绿色发光材料的制备方法。
背景技术：
稀土锆酸盐(Re2Zr207)功能众多，用途广泛，如用作热障涂层，由于很低的导热性、较高的化学稳定性，因此备受关注，此外，其作为光催化剂，具有较高的催化活性，也被广泛研究。稀土锆酸盐的性能主要表现在高熔点、高离子导电性、高化学稳定性、高催化活性等。近年来，其作为光致发光材料的基体受到重视，但是相关研究还较少。
现有关于稀土锆酸镝材料的研究报道主要集中在热障涂层和光催化方面，其制备方法相对比较单一，主要为共沉淀-煅烧法[周宏明，易丹青，热障涂层用Dy2Zr207陶瓷粉末制备及其热物理性能研究，航空材料学报，2008， 28(1):65-69]、高》显固相烧结、法[Q. Xu, W. Pan, Preparation and thermophysical propertiesof Dy2Zr207 ceramic for thermal barrier coatings, Materials Letters, 2005， 59:2804-2807]和溶胶凝胶法[Y. P. Tong, Z. X. Yu, Rapid preparation andcharacterization of Dy2Zr207 nanocrystals, Materials Research Bulletin, 2008， 43:2736-2741]，且现有合成方法的合成温度普遍偏高， 一般需要IOO(TC甚至更高，合成工艺相对复杂，而采用较为温和条件下水热法合成的报道几乎没有。此外，锆酸镝作为发光材料基质被研究的报道也非常少，锆酸镝掺铽绿色发光材料的合成还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锆酸镝掺铽(Dy2Zr207: iV+)绿色发光材料的制备方法。采用水热工艺，在较低的反应温度下实现了锆酸镝掺铽绿色发光材料的制备。
本发明采用的技术方案的步骤如下
1) 将硝酸镝、硝酸铽按摩尔百分比溶于去离子水中，控制硝酸铽的比例为总稀土阳离子摩尔数的4%~7%，搅拌；
2) 将与上述总稀土阳离子等摩尔量的氯氧化锆溶于去离子水中，搅拌，并将其逐滴加入上述稀土硝酸盐溶液中，搅拌；
3) 逐滴加入1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液生成白色沉淀，控制溶液的pH值为8~10，继续搅拌；
4)将上述溶液装入高压釜，采用水热工艺，处理好的溶液离心、干燥，获得 锆酸镝掺铽绿色发光材料。
所述水热工艺，温度控制为180~220°C，处理时间为5 20小时。 本发明具有的有益效果是
本发明是以硝酸镝、硝酸铽、氯氧化锆为反应物，通过水热工艺合成出了锆 酸镝掺铽绿色发光材料。产物结晶性较好，制备工艺简单，反应条件温和，对 探索开发新型稀土发光材料具有重要意义，同时将为稀土发光材料的研究拓展 新的领域。
图1是实施例1所得产物的XRD图谱。
图2中曲线(a)、 (b)、 (c)、 (d)分别对应实施例l、 2、 3和4所得产物光致发 光发射光谱谱图。
具体实施例方式
实施例1:
分别取1.3695克硝酸镝(Dy(N03)3'6H20)、 0.0566克硝酸铽(Tb(N03)3'6H20) 溶于40毫升去离子水中，硝酸镝、硝酸铽的摩尔浓度分别为0.0750摩尔/升、 0.0031尔/升，搅拌15分钟；取氯氧化锆(ZrOCl2'8H2O)1.0069克溶于40毫升去 离子水中，氯氧化锆的摩尔浓度为0.0781摩尔/升，搅拌15分钟。将氯氧化锆 溶液逐滴滴入上述硝酸镝和硝酸铽的混合溶液中，搅拌15分钟。逐滴向上述混 合溶液中加入1摩尔/升的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH值为8.0，继续搅拌0.5 小时。把上述配好的溶液放入聚四氟乙烯内衬的高压釜中，填充度为80%，内 衬容积为100毫升。该溶液在20(TC下处理10小时，把处理好的溶液离心、干 燥，获得所需产物，其中铽的掺杂浓度占总稀土元素总摩尔数的4%。图l是本 例所得产物的XRD图谱，图中各个衍射峰位置与Dy2Zr207的标准卡片(JCPDS NO. 78-1293)—致，为氟石结构，说明Tb的掺入没有引起结构的变化。图2中 曲线(a)是其光致发光发射光谱，在545纳米处存在最强发射峰，是绿光发射光 谱。
实施例2:
分别取2.2825克硝酸镝(Dy(N03)3'6H20)、 0.1192克硝酸铽(Tb(N03)3'6H20) 溶于40毫升去离子水中，硝酸镝、硝酸铽的摩尔浓度分别为0.125摩尔/升、0.0066 摩尔/升，搅拌20分钟；取氯氧化锆(ZrOCl2'8H2O)1.6959克溶于40毫升去离子
4水中，氯氧化锆的摩尔浓度为0.1316摩尔/升，搅拌15分钟。将氯氧化锆溶液逐滴滴入上述硝酸镝和硝酸铽的混合溶液中，搅拌20分钟。逐滴向上述混合溶液中加入1摩尔/升的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH值为8.5，继续搅拌0.5小时。把上述配好的溶液放入聚四氟乙烯内衬的高压釜中，填充度为80%,内衬容积为100毫升。该溶液在18(TC下处理10小时，把处理好的溶液离心、干燥，获得所需产物，铽的掺杂浓度占总稀土元素总摩尔数的5%。图2中曲线(b)是其光致发光发射光谱，在545纳米处存在尖锐的绿光发射光谱。实施例3:
分别取4.565克硝酸镝(Dy(N03)3'6H20)、 0.2891克硝酸铽(Tb(N03)3'6H20)溶于40毫升去离子水中，硝酸镝、硝酸铽的摩尔浓度分别为0.25摩尔/升、0.016摩尔/升，搅拌20分钟；取氯氧化锆(ZrOC1^8H20)3.4279克溶于40毫升去离子水中，氯氧化锆的摩尔浓度为0.266摩尔/升，搅拌15分钟。将氯氧化锆溶液逐滴滴入上述硝酸镝和硝酸铽的混合溶液中，搅拌20分钟。逐滴向上述混合溶液中加入1摩尔/升的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH值为9.0，继续搅拌0.5小时。把上述配好的溶液放入聚四氟乙烯内衬的高压釜中，填充度为80%，内衬容积为100毫升。该溶液在220"C下处理5小时，把处理好的溶液离心、干燥，获得所需产物,铽的掺杂浓度占总稀土元素总摩尔数的6%。图2中曲线(c)是其光致发光发射光谱，在545纳米处存在尖锐的绿光发射光谱。
实施例4:
分别取3.6520克硝酸镝(Dy(N03)3'6H20)、 0.2728克硝酸铽(Tb(N03)3'6H20)溶于40毫升去离子水中，硝酸镝、硝酸铽的摩尔浓度分别为0.2000摩尔/升、0.0151摩尔/升，搅拌15分钟；取氯氧化锆(ZrOCl2'8H2O)2.7718克溶于40毫升去离子水中，氯氧化锆的摩尔浓度为0.2151摩尔/升，搅拌15分钟。将氯氧化锆溶液逐滴滴入上述硝酸镝和硝酸铽的混合溶液中，搅拌20分钟。逐滴向上述混合溶液中加入1摩尔/升的氢氧化钠溶液，调节溶液的pH值为10.0，继续搅拌0.5小时。把上述配好的溶液放入聚四氟乙烯内衬的高压釜中，填充度为80%，内衬容积为100毫升。该溶液在190。C下处理20小时，把处理好的溶液离心、干燥，获得所需产物,铽的掺杂浓度占总稀土元素总摩尔数的7%。图2中曲线(d)是其光致发光发射光谱，在545纳米处存在尖锐的绿光发射光谱。
权利要求
1、一种锆酸镝掺铽绿色发光材料的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下1)将硝酸镝、硝酸铽按摩尔百分比溶于去离子水中，控制硝酸铽的比例为总稀土阳离子摩尔数的4％～7％，搅拌；2)将与上述总稀土阳离子等摩尔量的氯氧化锆溶于去离子水中，搅拌，并将其逐滴加入上述稀土硝酸盐溶液中，搅拌；3)逐滴加入1.0摩尔/升的氢氧化钠溶液生成白色沉淀，控制溶液的pH值为8～10，继续搅拌；4)将上述溶液装入高压釜，采用水热工艺，处理好的溶液离心、干燥，获得锆酸镝掺铽绿色发光材料。
2、 根据权利要求1所述的一种锆酸镝惨铽绿色发光材料的制备方法，其特 征在于所述水热工艺，温度控制为180-220°C，处理时间为5 20小时。
全文摘要
本发明公开了一种锆酸镝掺铽绿色发光材料的制备方法。将硝酸镝、硝酸铽按摩尔比溶于去离子水。将氯氧化锆溶于去离子水，搅拌，控制其摩尔量与上述总稀土阳离子摩尔量相等，并把其逐滴滴入上述溶液，搅拌。逐滴加入氢氧化钠溶液得到白色沉淀，控制溶液的pH值为8～10。将上述溶液装入高压釜，填充度为80％，在180～220℃处理5～20小时；最后将处理好的溶液离心、干燥，就获得了锆酸镝掺铽绿色发光材料。本发明采用水热法实现了锆酸镝掺铽绿色发光材料的合成，产物结晶性好，工艺过程简单，条件温和。
文档编号C09K11/77GK101671558SQ20091015363
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者越 安, 杜平凡, 王耐艳, 王龙成, 祝洪良, 金达莱, 陈建军, 高林辉 申请人:浙江理工大学