一种微纳结构LaOCl：Eu3+发光材料的制备方法与流程

本发明涉及一种laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，特别是一种微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法。

背景技术：

我国是世界稀土资源储量最多的国家之一，不但储量很大，且还具有矿种较多和稀土元素齐全、稀土品位高和矿点分布较为合理等优势，使我国稀土工业的发展具有先天优势。虽然我国稀土资源很丰富，但是稀土材料技术很落后，粗狂型出口，稀土资源利用效率较低，高附加值稀土功能材料的开发非常急迫。我国目前稀土的利用情况是：把我国大量的稀土原材料出口到国外，再从其它国家回购具有高附加值的稀土功能材料。在我国只有极少的公司、企业、高校和研究机构在做这方面的研究，也就是还需要在这方面进行大量研究。

稀土元素具有丰富的电子能级和长时间的激发状态，稀土元素可以同时产生各种各样的辐射吸收，并且拥有大量的能级跃迁通道。随着现有科技的发展进步稀土的分离和提纯技术也随之进步，再加上相关技术的促进，使得稀土发光材料的研究和应用得到显著提高。稀土发光材料就目前来看是稀土功能材料中最突出的功能，引起了人们的广泛关注，其在光、电、磁中位于前例。从24种稀土的发展及应用领域的消费情况进行了分析，得出的结果是：不论是稀土发光材料的产值，还是稀土发光材料价格都远远位于前列。我国就目前对稀土功能材料的应用研究，发光材料占具了主要的地位。稀土化合物的发光光谱非常的多，就目前能观测到的光谱进行粗略的统计大约有30000多条。这些光谱可以发射紫外光、可见光和红外光的各种波长的电磁辐射。稀土离子拥有大量的能级电子的跃迁特性，稀土发光就像一个巨大的宝库，更多的发光材料还有待人们去探索。

到目前为止合成稀土发光材料的主要方法有电纺制备法、水热合成法、高温燃烧法等方法。在这些方法中都存在着大量的缺点，有的需要很高的温度而且需要耗费大量的时间和能源，成本太高生产出的产品只能少部分单位使用得上。还有的是具有良好的应用前景，但是不能量产不能实现工业化。

一般情况下，氧化卤化镧被用作潜在的寄主，因为在被其他不同稀土离子(ln³⁺离子)取代的镧系离子中，la³⁺离子的离子半径最大。此外，卤氧化镧具有化学稳定性高、最大声子截止能低、向掺杂离子传递声子能量效率高等独特的优良特点。因此，向氧化卤化镧中掺杂稀土离子具有非常好的前景，特别是在发光应用领域的作用相比其它稀土功能材料的作用更大。

熔盐法是一种简单、易操作、有工业化潜力的制备微纳结构功能材料的方法。目前已有报道采用熔盐法制备laocl或ceocl，但是熔盐法制备laocl:eu³⁺还未见报道，主要存在的问题为：熔盐法为高温方法很难实现均匀搅拌，而掺杂eu³⁺对工艺要求较高，需要获得较为均匀的eu³⁺掺杂，而熔盐法较难实现。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法。本发明制得的laocl:eu³⁺发光材料具有尺寸均匀，eu³⁺掺杂均匀，发光性能优异，且制备过程简单，易操作，利于工业化生产的特点。

本发明的技术方案：一种微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，是采用la2o3和eu2o3作为原材料，通过硝酸溶解，以氨水作为沉淀剂，通过共沉淀的方法制备la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末；将前驱体粉末与kcl、licl混合后，在反应器中加热到并保温反应，然后取出冷却，经过洗涤并过滤、干燥得到微纳结构laocl:eu³⁺发光材料。

前述的微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，具体步骤如下：

1）将la2o3和eu2o3溶于硝酸溶液，搅拌至溶液澄清，得a品；

2）向a品中加入浓氨水，然后加热反应生成沉淀，将沉淀分离用水洗涤并干燥，得la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末；

3）将la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末、氯化钾和氯化锂混合后研磨混匀，然后置于马弗炉中加热反应，得b品；

4）将b品取出冷却，用水洗净后过滤干燥，得laocl：eu³⁺发光材料。

前述的微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤1）所述la2o3和eu2o3混合时，eu³⁺的摩尔含量大于0小于10%。

前述的微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤1）所述硝酸溶液的浓度为20-30%。

前述的微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤2）所述浓氨水的浓度为20-28%。

前述的微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤2）所述加热温度为90-110℃，加热时间20-30h；所述干燥温度80-100℃。

前述的微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤3）所述氯化钾和氯化锂的摩尔比为45:55-40:60；所述氯化钾和氯化锂总质量与la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末的质量比为10:1-2。

前述的微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤3）所述马弗炉温度400-800℃，反应时间1-8h。

前述的微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤4）所述干燥温度80-100℃。

本发明的有益效果

本发明通过首先获得均匀的eu掺杂的la(oh)3:eu³⁺前驱体，然后采用熔盐法制备laocl:eu³⁺发光材料，即可获得具有尺寸均匀，铕掺杂均匀，发光性能优异的laocl:eu³⁺发光材料；本发明制备工艺简单，易操作，具有较好的工业应用前景。对我国的稀土高附加值材料制备、稀土发光材料制备等领域，具有重要意义。

附图说明

附图1为本发明制得的laocl：eu³⁺发光材料的sem图；

附图2为本发明制得的laocl：eu³⁺发光材料的xrd图；

附图3为本发明制得的laocl：eu³⁺发光材料与未掺杂eu³⁺的样品的发射光谱；

附图4为本发明制得的laocl：eu³⁺发光材料与未掺杂eu³⁺的样品的激发光谱。

从图2可以看出所制备的产品laocl晶相，pdf:no.88-0064，未见euocl或氧化物相等其他相，表明eu掺杂较好。

从图3、4中可以看出，未掺杂eu的laocl材料的发光性能较差，而本发明制备的laocl:eu³⁺(4%)材料具有较好的发光性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例

实施例1：微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤如下：

1）将la2o3和eu2o3溶于浓度为25%的硝酸溶液（eu³⁺的摩尔含量4%），搅拌至溶液澄清，得a品；

2）向a品中加入浓度为24%的浓氨水，然后加热至100℃反应24h生成沉淀，将沉淀分离用水洗涤并在90℃干燥，得la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末；

3）将la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末、氯化钾和氯化锂混合后研磨混匀（氯化钾和氯化锂的摩尔比为43-57；氯化钾和氯化锂总质量与la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末的质量比为10:1.5），然后置于马弗炉中在600℃，反应4h，得b品；

4）将b品取出冷却，用水洗净后过滤在90℃干燥，得laocl：eu³⁺发光材料。

实施例2：微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤如下：

1）将la2o3和eu2o3溶于浓度为20%的硝酸溶液（eu³⁺的摩尔含量0.1%），搅拌至溶液澄清，得a品；

2）向a品中加入浓度为20%的浓氨水，然后加热至90℃反应20h生成沉淀，将沉淀分离用水洗涤并在80℃干燥，得la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末；

3）将la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末、氯化钾和氯化锂混合后研磨混匀（氯化钾和氯化锂的摩尔比为45:55；氯化钾和氯化锂总质量与la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末的质量比为10:1），然后置于马弗炉中在400℃，反应1h，得b品；

4）将b品取出冷却，用水洗净后过滤在80℃干燥，得laocl：eu³⁺发光材料。

实施例3：微纳结构laocl：eu³⁺发光材料的制备方法，步骤如下：

1）将la2o3和eu2o3溶于浓度为30%的硝酸溶液（eu³⁺的摩尔含量10%），搅拌至溶液澄清，得a品；

2）向a品中加入浓度为28%的浓氨水，然后加热至110℃反应30h生成沉淀，将沉淀分离用水洗涤并在100℃干燥，得la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末；

3）将la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末、氯化钾和氯化锂混合后研磨混匀（氯化钾和氯化锂的摩尔比为40:60；氯化钾和氯化锂总质量与la(oh)3:eu³⁺前驱体粉末的质量比为10:2），然后置于马弗炉中在800℃，反应8h，得b品；

4）将b品取出冷却，用水洗净后过滤在100℃干燥，得laocl：eu³⁺发光材料。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造揭露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。