一种红蓝发光纳米片及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料学领域，尤其涉及一种发光材料，具体来说是一种红蓝发光纳米片及其制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]Bi2Sr0.Ja2O9:0.1Eu属于层状钙钛矿Bi2SrTa2O9(BST)型复合氧化物，它具有性能优异、结构稳定以及可制备组分丰富多样、结构复杂多变的氧化物的特性。研宄表明掺杂稀土元素可以明显改变和增强层状钙钛矿BST型复合氧化物的性能，稀土离子Eu3+的最外层电子为5s2和5p 6满层结构，能够形成很好的电屏蔽作用，稀土离子4f电子发射基本保持了离子特征，发光源于稀土能级间的跃迀，周围晶场对其影响很小。因为Eu3+发射红光区域
为1、2、3、4)价带转移的和蓝绿光区域7Fcr5L6JFc1-5Dj(j为1、2)的价带转移可以制备发光体材料。
[0004]纳米片因其本身的晶界效应、小尺寸量子效应和宏观量子隧道效应，使其在热学、力学、光学、电学、磁学、声学等方面表现出一系列特有的性质，AndreGeim与KonstantinNovoselov因二维石墨稀纳米片赢得了 2010年诺贝尔物理学奖。
[0005]目前发光片的研宄大多是非纳米级的，如刘荣辉等氮氧化物橙-红色荧光物质，包括其的发光膜或发光片及发光器件(申请公布号CN103756674A)，其荧光物质为粉末状、薄膜状或片状，不能形成稳定的发光溶胶；而关于发光纳米片的专利惟有李强等Y2 (OH) 5N03掺杂Eu3+发光纳米片的制备方法(专利申请号CN102010713A)，但是该发光纳米片为单一的橘红色。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种红蓝发光纳米片及其制备方法，所述的这种红蓝发光纳米片及其制备方法解决了现有技术中的发光纳米片颜色单一、稳定性不佳的技术问题。
[0008]一种红蓝发光纳米片，其化学通式为[Bi2_xSrQ.9_yTa209:0.1Eu] (3x+2y)_，其中χ=1.8?2.0，y=0.1?0.4。
[0009]本发明还提供了上述的一种红蓝发光纳米片的制备方法，包括以下步骤:
(1)称取Bi2Sr0 9Ta2O9 = 0.1Eu (BST:0.1Eu)样品和酸溶液，Bi2Sr0 9Ta2O9 = 0.1Eu 样品和酸溶液的质量体积比为2g:40样品和酸溶液的质量体积比为2g:50~60ml，所述的酸溶液为I?3mo I/LHNO3或者的 H 2S04；
(2)将Bi2Sra9Ta2O9= 0.1Eu (BST:0.1Eu)样品放入酸溶液中，在微波反应器微波1~3分钟，微波功率为500~1000W，取出冷却至室温后再放入微波反应器微波1~3分钟，该过程重复3-6次，冷却至室温然后抽滤、洗涤、干燥和研磨，得质子化后样品(HBST:0.1Eu)；
(3)将质子化后样品放入EA-TA混合溶液中，质子化后样品和EA-TA混合溶液的质量体积比为lg:80~120mL，EA-TA混合溶液的浓度为0.05-0.2mol/L，EA:TA的摩尔比为1:0.5~1 ；
(4)在500~1000W的超声波分散剥离5~10h，最后在5000~10000r/min离心机中离心 5~15 分钟，分离得上层清液即为红蓝[Bi2-xSr0.9-yTa209:0.1Eu] (3x+2y)_(x=l.8-2.0，y=0.1-0.4)的EA-TA纳米片溶胶。
[0010]进一步的，在步骤I)中，样品和酸溶液的质量体积比为2g:50ml 进一步的，在步骤2)中，微波时间均为2min。
[0011]进一步的，在步骤3)中，质子化后样品和EA-TA混合溶液的质量体积比为lg: 10mL, EA-TA混合溶液的浓度为0.lmol/L。
[0012]进一步的，在步骤4)中，超声波的功率为600w，时间控制为5~10h。
[0013]本发明的制备方法是将Bi2Sra9Ta2O9 = 0.1Eu微波高温质子化，然后采用EA-TA复合剥离剂超声波分散剥离、离心分离得EA-TA溶胶即为红蓝发光纳米片。本发明是通过利用纳米层的量子效应合成具有发光性能的新型纳米级红蓝发光纳米片材料。
[0014]本发明的创新点之一是该发光纳米片上出现了强烈的蓝色和红色复合光；本发明的创新点之二通过复合的乙胺-正丁基氢氧化铵剥离溶剂，在微波和超声波辅助下，可以快速、简单、有效地制备出乙胺和正丁基氢氧化铵纳米片溶胶。相对单一的剥离溶剂和传统机械化学法，其工艺简单、可操作性和重复性好、效率高，便于实现工业化生产。
[0015]本发明的一种红蓝发光纳米片的乙胺-四丁基氢氧化铵溶胶具有明显的丁达尔效应，特别是本发明制备红蓝纳米片的红、蓝荧光性能优异，分别在在593、615nm出现较强的红色发射峰以及在490nm处出现较强的蓝色发射峰。另外本发明发光纳米片稳定性、均匀性好、利于涂覆和组装，保持了层状化合物特有的晶型结构，且该制备工艺流程可操作性强、效率高，原料来源广泛、制备成本低廉。
[0016]
【附图说明】
[0017]图1、实施例1中所得的红蓝发光纳米片的XRD图，其中图1(a)为BST:0.lEu，图1(b)为 HBST: 0.lEu，图 1(c)插层后 BST: 0.1Eu。
[0018]图2、实施例2中所得的红蓝发光纳米片Zeta电位图(a)和Size图(b)。
[0019]图3、实施例3中所得的红蓝发光纳米片388nm的激发光谱。
[0020]图4、实施例4中所得的红蓝发光纳米片Eu0.1SBT的透射电镜图(a)和电子选区衍射图(b)。
[0021]
【具体实施方式】
[0022]以下部分将就本发明的具体实施例并结合附图对该发明进一步的阐释，但并不限制于本发明，本实验采用的原料为Bi2Sra9Ta2O9 = 0.1Eu。
[0023]实施例1
(I)取2g的BST: 0.1Eu样品放入50ml的lmol/L的HN03溶液中。在微波反应器微波2分钟，微波功率为600W，取出冷却至室温后再放入微波反应器微波2分钟，该过程重复3~6次，冷却至室温然后抽滤、洗涤、干燥和研磨，得质子化后样品(HBST:0.1Eu)；
(2)取将步骤(I)质子化后Ig样品放入10mL的0.lmol/L的EA-TA混合溶液中，EA:TA的摩尔比控制为1: 0.5。并在600W的超声波分散剥离5h，最后在8000r/min离心机中离心10分钟，分离得上层清液即为红蓝EA-TA纳米片溶胶。
[0024]利用电感耦合等离子体发射光谱法成分分析显示，该纳米片分子式为[Bia2Sra8Ta209:0.1Eu]5.其中 x=l.8，y=0.1。
[0025]对上述制备出的红蓝发光纳米片进行性能与表征:利用D/max2200PC型X射线衍射仪进行结构分析，其XRD图谱见图1，其中图1(a)为原料BST:0.1Eu,图1 (b)为质子化后BST:0.1Eu,图1 (c)插层后BST:0.lEu。原BST粉末对应的002晶面所对应的层状的衍射峰峰型较弱。经过酸化之后，XRD结构显示样品是四方晶型，但是结构与原料BST0.1Eu也发生了变化，经过酸交换步骤后，BST0.1Eu层状化合物的001晶面层间距明显变大，而且峰形明显，强度很大，在8.962°下层间距为1.0299nm，这是因为H离子半径较小，取代了原子或者缺陷的位置，经过乙胺-正丁基氢氧化铵复合剥离剂中一步彭润之后，001晶面层间距进一步增大，如图1(c)所示，层间距变为1.3575nm，进一步像小角方向移动，而002、110晶面已经很弱，这都是由于乙胺的插入使得化合物进一步剥离，使其晶型减弱，同时这说明BST: 0.1Eu纳米片剥离成功。而经过质子化化和彭润后，峰型都变宽，说明Eu0.1SBT粉末晶粒度BST: 0.1Eu进一步变小。
[0026]实施例2
(1)取2g的BST:0.1Eu样品放入50ml的3mol/L的HN03溶液中。在微波反应器微波2分钟，微波功率为600W，取出冷却至室温后再放入微波反应器微波2分钟，该过程重复3~6次，冷却至室温然后抽滤、洗涤、干燥和研磨，得质子化后样品(HBST:0.1Eu)；
(2)取将步骤(I)质子化后Ig样品放入10mL的0.lmol/L的EA-TA混合溶液中，EA: TA的摩尔比控制为1:0.5。并在600W