一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法与流程

本发明涉及一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，属于材料合成领域。

背景技术：

1、长余辉发光材料其长时间余辉、无背景自发荧光、高灵敏度、深组织穿透等优势，在发光领域具有广阔的应用前景，是一类历史悠久的光致发光材料。在这类材料中，镓锗酸锌长余辉材料由于在生物成像窗口范围(650-1800nm)内余辉时间长、发光强度大而备受关注。

2、目前的镓锗酸锌长余辉材料普遍发光强度不足的问题，且在应用于生物成像窗口范围时极易受到干扰。

3、镓锗酸锌长余辉材料的制备方法有多种，目前多数采用单一方法合成，主流制备方法为高温固相法、水合法、溶胶凝胶法，这些方法制备的材料要么颗粒大且易团聚，要么发光中心嵌入不足导致余辉强度不足，严重限制了镓锗酸锌长余辉材料在生物成像领域的进一步应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种分散度好、不易发生团聚，同时可在生物成像窗口范围进行发光的镓锗酸锌长余辉纳米材料。

2、实现本发明目的的技术方案是：一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：将乙酸锌溶液、硝酸镓溶液、硝酸铬溶液、锗酸钠溶液以1mmol的体系按照化学式zn1.3ga1.4ge0.3o4:0.5％cr3+的比例加入烧杯中制备溶液，采用氨水调节ph值，制得溶液a；

4、s2：将s1中的溶液搅拌后在密闭条件下加热进行反应，水洗离心，得到产物a；

5、s3：将geo2溶于氨水中后，向其中加入zn(no3)2溶液和c6h10o8，进行溶解，调整ph后得到溶液b；

6、s4：将s3中得到的溶液b与s2中得到的反应产物a按比例混合，在加热条件下剧烈搅拌，直至溶剂完全蒸干得到凝胶；

7、s5：将s4中得到的凝胶放入烘箱中分阶段干燥后放入马弗炉中退火，冷却后研磨得到反应产物b；

8、s6：将s5中得到的反应产物b酸解后水洗离心处理得到最终产物c。

9、进一步地，所述步骤s1中ph值为8.0。

10、进一步地，所述步骤s2中搅拌时间1h，加热温度为220℃，反应时间12h。

11、进一步地，所述步骤s3中，zn2+离子、ge4+离子、c6h10o8的摩尔比为2：1：6，ph浓度为5.0-6.0。

12、进一步地，所述步骤s4中，溶液b与反应产物a的混合比为1：1，加热搅拌温度为75℃。

13、进一步地，所述步骤s5中，烘箱干燥阶段为130℃烘箱中干燥3h，再放入200℃烘箱中加热7h，马弗炉退火温度为800℃，退火时间3h。

14、进一步地，所述步骤s6中，酸解中采用的酸为稀盐酸或稀硝酸。

15、采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：本发明采用水热法联合溶胶凝胶-酸解法制备了镓锗酸锌长余辉纳米材料zn1.3ga1.4ge0.3o4:0.5％cr3+，利用了酸解过程只与溶胶凝胶法合成的外壳zn2geo4反应，而不破坏核心zn1.3ga1.4ge0.3o4:0.5％cr3+的特性，规避了溶胶凝胶法制备材料颗粒大、易团聚的问题，所制备的产物纯净度高，同时又显著提升了水热法制备材料较弱的余辉强度，使其在生物成像窗口范围(650-1800nm)内余辉时间长、发光强度大，相比现有制备方案，其发光强度增强了5-6倍。

技术特征：

1.一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中ph为8.0。

3.根据权利要求1所述的一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中搅拌时间1h，加热温度为220℃，反应时间12h。

4.根据权利要求1所述的一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，zn2+离子、ge4+离子、c6h10o8的摩尔比为2：1：6，ph浓度为5.0-6.0。

5.根据权利要求1所述的一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中，溶液b与反应产物a的混合比为1；1，加热搅拌温度为75℃。

6.根据权利要求1所述的一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中，烘箱干燥阶段为130℃烘箱中干燥3h，再放入200℃烘箱中加热7h，马弗炉退火温度为800℃，退火时间3h。

7.根据权利要求1所述的一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s6中，酸解中采用的酸为稀盐酸或稀硝酸。

技术总结
本发明公开了一种镓锗酸锌长余辉纳米材料的制备方法，其采用水热法联合溶胶凝胶‑酸解法制备了镓锗酸锌长余辉纳米材料Zn<subgt;1.3</subgt;Ga<subgt;1.4</subgt;Ge<subgt;0.3</subgt;O<subgt;4</subgt;:0.5％Cr<supgt;3+</supgt;，规避了溶胶凝胶法制备材料颗粒大、易团聚的问题，所制备的产物纯净度高，同时又显著提升了水热法制备材料较弱的余辉强度，使其在生物成像窗口范围内呈现双发射峰，余辉时间长、发光强度大，相比现有材料其发光强度增强了5‑6倍。

技术研发人员：张云,史俊朋,郑含润,李奕昂
受保护的技术使用者：厦门稀土材料研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14