HTTA修饰稀土氢氧化物纳米片荧光增强材料的制备方法与流程

文档序号:14890109发布日期:2018-07-07 16:56阅读:555来源:国知局

本发明涉及化学合成材料技术领域,是一种α-噻吩甲酰基三氟化丙酮(htta)修饰稀土氢氧化物纳米片{y1.9eu0.1(oh)5+}n的制备方法,从而使其荧光性能得到数量级提升。



背景技术:

稀土发光材料稀土元素(re)在元素周期表中ⅲb族中原子序数为57-71。这些元素又称为镧系元素,基于优异的磁、光、电学性能,镧系元素被广泛地运用于各类材料中。稀土氢氧化物纳米片因其独特的二维片状结构,引起了广大科研工作者的兴趣。以往的工作中大多集中探究了lrh(layeredrare-earthhydroxide)的结构及其合成方法以及其插层反应、纳米片的剥离。并对lrh包括其插层产物的荧光、催化、纳米片的自组装等性质进行了研究。由于现代分析技术和测试手段的广泛应用,人们对于lrh的研究更为迅速,对其层状结构的认识也更为加深,这就为稀土发光材料的发展提供了更大的空间,知识和应用。

虽然此类稀土氢氧化物纳米片材料能够发出明亮的特征稀土离子荧光,但是对于eu3+而言,由于主板层内与其配位的存在h2o分子,而水分子的o-h声子耦合振动会导致稀土离子的荧光猝灭,在一定程度上造成了稀土资源的浪费。因此,科研工作者越来越希望能够把与eu3+配位的水分子取代或者除去。为此,一些科研工作者采用高温煅烧的方法将所制备的稀土氢氧化物纳米片材料转化为稀土掺杂氧化物、磷酸盐、钒酸盐等。虽然此法获得了消除o-h声子耦合振动导致的荧光猝灭现象,荧光性能获得了显著提升,但是加热氧化处理后的纳米片失去了原本表面携带正电荷的特性,这也就大大降低了采用静电作用以纳米片为原料进行器件构筑的可能性,此外经过加热处理后的纳米片叠加导致厚度增加。失去了纳米片所独有的超薄二维特征,在一定程度上也降低了其潜在的应用价值。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种htta修饰稀土氢氧化物纳米片荧光增强材料的制备方法,该方法以α-噻吩甲酰基三氟化丙酮(htta)修饰稀土氧化物纳米片{y1.9eu0.1(oh)5+}n在n2保护气氛中采用泠凝回流得到htta配位修饰{y1.9eu0.1(oh)5+}n复合材料,该复合材料的荧光发光强度有了数量级的提高。

实现本发明目的的具体技术方案是:

一种htta修饰稀土氢氧化物纳米片荧光增强材料的制备方法,该方法包括以下具体步骤:a、取六水合硝酸钇(y(no3)3·6h2o)溶于去离子水中,再按摩尔比为y:eu=19:1的比例加入六水合硝酸铕(eu(no3)3·6h2o),使其混合均匀;

b、室温条件下磁力搅拌,并向a步骤的混合溶液中逐滴加入稀氨水,调节溶液ph至7.0-8.0,出现混浊,持续搅拌30min,使其混合均匀;

c、把步骤b得到的混合液置于微波场中,在n2保护气氛中持续微波15-30min,微波频率2.45ghz;

d、把c步骤微波后的产物进行抽滤、水洗、乙醇洗涤,然后置于真空干燥箱35-50℃条件下干燥、研磨,即得干燥的粉末状稀土氢氧化物水合物y1.9eu0.1(oh)5no3·1.5h2o;

e、将步骤d得到的产物,n2保护气氛中微波持续加热条件下于十二烷基硫酸钠(sds)饱和溶液中进行离子交换,10min后取出、抽滤、洗涤、干燥;即得到离子交换后的产物y1.9eu0.1(oh)5ds·1.5h2o;

f、取e步骤产物以0.01g/10ml置于正丁醇溶剂中,持续超声30-60min,得到产物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片溶胶;其中,n为纳米片材料中基本单元的聚合度;

g、取f步骤制得的产物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片溶胶;按溶液体积1:1向其中加入0.001mol/l的htta正丁醇溶液,于n2保护气氛中40-70℃条件下冷凝回流30min,得到所述的htta修饰稀土氢氧化物纳米片荧光增强材料。

本发明的有益效果是:

(1)采用有机配位的方式利用htta的强配位作用取代与稀土离子配位的水分子,减少水分子中羟基声子耦合振动导致的荧光猝灭现象,显著增强稀土氢氧化物纳米片材料的荧光性能。

(2)利用配体的“天线效应”:当配体三线态能级比eu(ⅲ)5d0能级(17520cm-1)高出2000-5000cm-1时可以有效的传输能量,配体将吸收的能量传递给稀土eu3+离子,使复合材料的荧光性能得到数量级提升。

附图说明

图1为htta修饰前后纳米片溶胶的荧光光谱图(a:htta修饰,b:原样);

图2为紫外灯照射下htta修饰前后纳米片溶胶的荧光光谱图(a:原样,b:htta修饰)。

具体实施方式

实施例1

a.取1.0393g的六水合硝酸钇(y(no3)3·6h2o)溶于100ml去离子水中,再加入0.0637g六水合硝酸铕(eu(no3)3·6h2o),使其混合均匀;

b.室温条件下磁力搅拌,并向a步骤混合溶液中逐滴加入稀氨水,调节溶液ph至7.2-7.5,出现混浊,持续搅拌30min,使其混合均匀;

c.把步骤b得到的混合液置于微波场中,在n2保护气氛中持续微波20min(微波频率2.45ghz);

d.把c步骤中微波后的样品进行抽滤、水洗、乙醇洗涤,然后置于真空干燥箱35℃条件下干燥、研磨,即得干燥的粉末状稀土氢氧化物水合物y1.9eu0.1(oh)5no3·1.5h2o;

e.取y1.9eu0.1(oh)5no3·1.5h2o样品0.5g,n2保护气氛中微波持续加热条件下,于十二烷基硫酸钠(sds)饱和溶液中进行离子交换,10min后取出、抽滤、洗涤、干燥;即可得到离子交换后的样品y1.9eu0.1(oh)5ds·1.5h2o;

f.取0.1ge步骤中样品置于100ml正丁醇溶剂中,持续超声30min,即可得到中间产物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片。

g.取10mlf步骤制备的稀土氢氧化物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片溶胶。向其中加入0.001mol/l的htta正丁醇溶液10ml,于n2保护气氛中50℃条件下冷凝回流30min,即可得到htta修饰后荧光强度得到显著提升的稀土氢氧化物纳米片复合材料。

实施例2

a.取1.5038g的六水合硝酸钇(y(no3)3·6h2o)溶于110ml去离子水中,再加入0.0922g六水合硝酸铕(eu(no3)3·6h2o),使其混合均匀;

b.室温条件下磁力搅拌,并向a步骤混合溶液中逐滴加入稀氨水,调节溶液ph至7.5左右,出现混浊,持续搅拌30min,使其混合均匀;

c.把步骤b得到的混合液置于微波场中,在n2保护气氛中持续微波20min(微波频率2.45ghz);

d.把c步骤中微波后的样品进行抽滤、水洗、乙醇洗涤,然后置于真空干燥箱40℃条件下干燥、研磨,即得干燥的粉末状稀土氢氧化物水合物y1.9eu0.1(oh)5no3·1.5h2o;

e.取y1.9eu0.1(oh)5no3·1.5h2o样品0.5g,n2保护气氛中微波持续加热条件下于十二烷基硫酸钠(sds)饱和溶液中进行离子交换,10min后取出、抽滤、洗涤、干燥。即可得到离子交换后的样品y1.9eu0.1(oh)5ds·1.5h2o;

f.取0.1ge步骤中样品置于100ml正丁醇溶剂中,持续超声30min,即可得到中间产物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片;

g.取10mlf步骤制备的稀土氢氧化物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片溶胶。向其中加入0.001mol/l的htta正丁醇溶液10ml,于n2保护气氛中50℃条件下冷凝回流30min,即可得到htta修饰后荧光强度得到显著提升的稀土氢氧化物纳米片复合材料。

实施例3

a.取1.0379g的六水合硝酸钇(y(no3)3·6h2o)溶于120ml去离子水中,再加入0.0636g六水合硝酸铕(eu(no3)3·6h2o),使其混合均匀;

b.室温条件下磁力搅拌,并向a步骤混合溶液中逐滴加入稀氨水,调节溶液ph至7.6,出现混浊,持续搅拌30min,使其混合均匀;

c.把步骤b得到的混合液置于微波场中,在n2保护气氛中持续微波20min(微波频率2.45ghz);

d.把c步骤中微波后的样品进行抽滤、水洗、乙醇洗涤,然后置于真空干燥箱35℃条件下干燥、研磨,即得干燥的粉末状稀土氢氧化物水合物y1.9eu0.1(oh)5no3·1.5h2o;

e.取y1.9eu0.1(oh)5no3·1.5h2o样品0.5g,n2保护气氛中微波持续加热条件下于十二烷基硫酸钠(sds)饱和溶液中进行离子交换,10min后取出、抽滤、洗涤、干燥。即可得到离子交换后的样品y1.9eu0.1(oh)5ds·1.5h2o;

f.取0.1ge步骤中样品置于100ml正丁醇溶剂中,持续超声30min,即可得到中间产物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片;

g.取10mlf步骤制备的稀土氢氧化物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片溶胶。向其中加入0.001mol/l的htta正丁醇溶液10ml,于n2保护气氛中50℃条件下冷凝回流30min,即可得到htta修饰后荧光强度得到显著提升的稀土氢氧化物纳米片复合材料。

实施例4

a.取1.0389g的六水合硝酸钇(y(no3)3·6h2o)溶于100ml去离子水中,再加入0.0637g六水合硝酸铕(eu(no3)3·6h2o),使其混合均匀;

b.室温条件下磁力搅拌,并向a步骤混合溶液中逐滴加入稀氨水,调节溶液ph至7.3,出现混浊,持续搅拌30min,使其混合均匀;

c.把步骤b得到的混合液置于微波场中,在n2保护气氛中持续微波20min(微波频率2.45ghz);

d.把c步骤中微波后的样品进行抽滤、水洗、乙醇洗涤,然后置于真空干燥箱35℃条件下干燥、研磨,即得干燥的粉末状稀土氢氧化物水合物y1.9eu0.1(oh)5no3·nh2o;

e.取y1.9eu0.1(oh)5no3·1.5h2o样品0.5g,n2保护气氛中微波持续加热条件下于十二烷基硫酸钠(sds)饱和溶液中进行离子交换,10min后取出、抽滤、洗涤、干燥。即可得到离子交换后的样品y1.9eu0.1(oh)5ds·1.5h2o;

f.取0.1ge步骤中样品置于100ml正丁醇溶剂中,持续超声40min,即可得到中间产物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片;

g.取10mlf步骤制备的稀土氢氧化物{y1.9eu0.1(oh)5+}n纳米片溶胶。向其中加入0.001mol/l的htta正丁醇溶液10ml,于n2保护气氛中50℃条件下冷凝回流30min,即可得到htta修饰后荧光强度得到显著提升的稀土氢氧化物纳米片复合材料。

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