专利名称：一种稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法
技术领域：
本发明属光学材料技术领域，具体涉及一种稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法。
背景技术：
稀土掺杂聚磷酸盐晶体作为一种重要的自激活晶体，由于具有较高的掺杂浓度、低的猝灭率以及大的发射截面而被用于高能激光系统。目前应用于激光器的聚磷酸盐晶体主要采用高温提拉法制备，因为稀土聚磷酸盐结构复杂、生长条件苛刻(高温、黄/钼金坩埚)、生长周期长，所以很难生长出大块的晶体， 同时，由于晶体激光材料本身容易产生损伤，在高重复频率和高能量激光系统中，难以解决热积累和热损伤的问题，以致到目前为止都没有得到广泛的应用。随着纳米技术的发展和稀土纳米材料特有的光学性能，将这种增益材料做成纳米晶，将会大大拓展该材料的应用领域。在四磷酸盐纳米晶体的研究中，仅有波兰的w. Strek研究小组有过相关报道(Inorg. Chem. 2011，50，1321-1330)。但是，他们采用的制备方法均是在高温(400 500°C)热处理条件下实现，由于反应温度较高，所获得的纳米材料极易发生团聚，从而限制该材料在光学领域中的应用。在国内，关于聚磷酸盐纳米晶的制备研究仍是空白。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法。本发明具体技术解决方案如下一种稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，其特殊之处在于具体制备方法如下I)将原料加入到玻碳坩埚中混合均匀，搅拌条件下在200 250°C反应10 24h ；其中，所述原料是稀土氧化物、碱金属盐和磷酸，磷酸的质量分数为85%以上，稀土氧化物、碱金属盐和磷酸之间的摩尔比是I : (3 8. 5) (100 450);或者所述原料是稀土氧化物和磷酸，磷酸的质量分数为85%以上，稀土氧化物和磷酸之间的摩尔比是I (100 450)；2)将步骤I)中的反应体系的温度升高至320 350°C，搅拌条件下反应3 8h后，对产物进行离心获得沉淀，然后洗涤该沉淀，获得稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体；其中，该步骤中搅拌条件下反应3 8h后，将会有沉淀析出，该沉淀即为稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体，本发明为了获得更多的沉淀，在搅拌条件下反应3 8h后，还对产物进行了离心分离。上述方法还包括步骤3):对步骤2)所得到的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体均匀分散到无水乙醇中形成分散液，再将该分散液转移至反应釜中进行水热反应，160 190°C下反应8 12h，对反应后的混合液进行离心，对经过离心后获得的沉淀进行洗涤、真空干燥，得到最终产物。上述步骤I)中稀土氧化物为镨、钕、钐、铕、钦、铒、铥、镱、铽、镝、镧、钇氧化物中
的一种或两种；碱金属盐为锂、钠、钾的碳酸盐、偏磷酸盐、硝酸盐、氯化物中的一种。上述步骤2)中对步骤I)的反应体系是以15°C /min升温速度升温的，将产物在转速5000 10000rpm/min下进行离心分离5 IOmin获得沉淀；然后依次用80 100°C的去离子水、O. lmol/L稀硝酸、去离子水、无水乙醇对沉淀进行洗涤，每个步骤重复三次；或者依次用80 100°C的去离子水、去离子水、无水乙醇对沉淀进行洗涤，每个步骤重复三次；或者依次用去离子水、无水乙醇洗涤对沉淀进行洗涤，每个步骤重复三次。上述步骤2)中是依次用80 100°C的去离子水、0. lmol/L稀硝酸、去离子水、无水乙醇对沉淀进行洗涤的，每个步骤重复三次。
上述步骤3)中反应釜的填充度为60 80%，将反应后的混合液在转速5000 10000rpm/min下进行离心分离5 IOmin,对经过离心后获得的沉淀用无水乙醇洗漆三次后，70°C下真空干燥两天。上述步骤3)中反应釜的填充度为80%。上述所述原料是稀土氧化物、碱金属盐和磷酸，稀土氧化物、碱金属盐和磷酸之间的摩尔比是I : (3 8. 5) (100 450)，制备得到的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的化学式为 MAnBx(PO3)4 ；或者所述原料是稀土氧化物和磷酸，稀土氧化物和磷酸之间的摩尔比是I (100 450)，制备得到的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的化学式为AnBxP5O14 ；其中，M为 Na、Li 或 K ;A 为 La 或 Y ;B 为 Pr、Nd、Sm、Eu、Ho、Er、Tm、Tb、Dy、Yb 中的一种；0 < X < I。本发明具有以下技术效果本发明的反应温度较低，反应条件温和，所获得的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体不易发生团聚，通过低温反应——水热合成法制备的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体分散均匀、晶型完美、掺杂浓度高、荧光性能好。
图I为LiLaa 9Pr0. i (PO3) 4纳米晶的透射电镜图；图2为LiLaa75Nda25(PO3)4纳米晶的荧光寿命图(发射波长1053nm)；图3为KYa6Nda4(PO3)4纳米晶的荧光光谱图(激发波长808nm)；图4为NaLaa 3Sm0.7 (PO3) 4纳米晶的X射线衍射图谱；图5为NdP5O14纳米晶的X射线衍射图谱；图6为Laa5Yba5P5O14纳米晶的荧光寿命图谱。
具体实施例方式本发明提供了一种稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，具体制备方法如下I)将原料加入到玻碳坩埚中混合均匀，搅拌条件下在200 250°C反应10 24h ；其中，所选用的原料是稀土氧化物、碱金属盐和磷酸，磷酸为浓磷酸，即质量分数为85%以上的磷酸，稀土氧化物、碱金属盐和磷酸之间的摩尔配比是I : (3 8.5) (100 450);或者所选用的原料是稀土氧化物和磷酸，磷酸为浓磷酸，即质量分数为85%以上的磷酸，稀土氧化物和磷酸之间的摩尔配比是I : (100 450)。2)将步骤I)中的反应体系以15°C /min升温速度将温度升高至320 350°C，搅拌条件下反应3 8h后,将产物在转速5000 10000rpm/min下进行离心分离5 IOmin获得沉淀，对离心所得沉淀进行洗涤，获得稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体；3)对步骤2)所得到的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体均匀分散到无水乙醇中形成分散液，再将该分散液转移至反应釜中进行水热反应，反应釜的填充度为60 80%，160 190°C下反应8 12h，然后对反应后的混 合液在转速5000 10000rpm/min下进行离心分离5 lOmin，对经过离心后获得的沉淀用无水乙醇洗涤三次后，70°C下真空干燥两天，得到最终产物。其中，步骤I)中稀土氧化物为镨、钕、钐、铕、钦、铒、铥、镱、铽、镝、镧、钇氧化物中
的一种或两种；碱金属盐为锂、钠、钾的碳酸盐、偏磷酸盐、硝酸盐、氯化物中的一种。步骤2)中的洗涤可以按照以下方法进行依次用80 100°C的去离子水、0. lmol/L稀硝酸、去离子水、无水乙醇对沉淀进行洗涤，每个步骤重复三次；或者依次用80 100°C的去离子水、去离子水、无水乙醇对沉淀进行洗涤，每个步骤重复三次；或者依次用去离子水、无水乙醇洗涤对沉淀进行洗涤，每个步骤重复三次；其中依次用80 100°C的去离子水、0. lmol/L稀硝酸、去离子水、无水乙醇进行洗涤的效果较好。步骤3)中反应釜的填充度为80%时效果较好。当步骤I)中的原料是稀土氧化物、碱金属盐和磷酸，且稀土氧化物、碱金属盐和磷酸之间的摩尔配比是I : (3 8. 5) (100 450)时，制备得到的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的化学式为MAnBx(PO3)4 ;当步骤I)中的原料是稀土氧化物和磷酸，且稀土氧化物和磷酸之间的摩尔配比是I : (100 450)，制备得到的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的化学式为 A1 XBX P5O14 ;其中，M 为 Na、Li 或 K ;A 为 La 或 Y ;B 为 Pr、Nd、Sm、Eu、Ho、Er、Tm、Tb、Dy、Yb 中的一种；0 < X 彡 I。以下以质量分数为85%的磷酸，结合实施例具体说明实施例I =LiLaa9Prai(PO3)4纳米晶体的制备将0. 9mmol的氧化镧、0. Immol氧化镨、4. 25mmol碳酸锂和IOOmmol憐酸混合于玻碳坩埚中，搅拌条件下升温至250°C，在此温度下反应IOh ;然后以15°C /min的速度继续升温至320°C，搅拌条件下反应8h，将产物在5000rpm/min转速下离心分离IOmin获得沉淀，该沉淀即为LiLaa9Pr0 : (PO3) 4纳米晶体，对离心所获得的沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为80%，170°C反应12h后将反应后的混合液在5000rpm/min转速下进行离心分离IOmin获得沉淀,用无水乙醇洗涤该沉淀三次后，真空70°C干燥两天，获得最终产物。图I是该实施例制备的LiLaa9Prai(PO3)4纳米晶体的透射电镜图谱，从图中可看出纳米颗粒尺寸较小，分散良好。实施例2 =LiLa0.75Nd0.25 (PO3) 4纳米晶体的制备将0. 75mmol的氧化镧、0. 25mmol氧化钕、3mmol偏磷酸锂和IOOmmol磷酸混合于玻碳坩埚中，搅拌条件下升温至240°C，在此温度下反应15h ;然后以15°C /min的速度继续升温至340°C，搅拌条件下反应6h，将产物在5000rpm/min转速下离心分离IOmin获得沉淀，该沉淀即为LiLaa 75Nd0.25 (PO3) 4纳米晶体，对离心所获得的沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为80%，190°C反应8h后将反应后的混合液在5000rpm/min转速下进行离心分离IOmin获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次后，真空70°C干燥两天，获得最终产物。图2为该实施例制备的LiLaa75Nda25(PO3)4纳米晶体的荧光寿命图，通过单指数拟合后，材料的荧光寿命为195 μ S。实施例3 KY0.6Nd0.4 (PO3) 4纳米晶体的制备
将O. Bmmol的氧化乾、0. 4mmo1氧化钦、4. 2SmmoI碳酸钟和150mmol憐酸混合于玻碳坩埚中，搅拌条件下升温至230°C，在此温度下反应20h ;然后以15°C /min的速度继续升温至350°C,搅拌条件下反应5h,将产物在5000rpm/min转速下进行离心分离IOmin获得沉淀，该沉淀即为KYa6Nda4(PO3)4纳米晶体，对离心所获得的沉淀依次用80°C去离子水、去离子水和无水乙醇洗涤，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为70%，180°C反应IOh后将反应后的混合液在5000rpm/min转速下进行离心分离IOmin获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次后，真空70°C干燥两天，获得最终产物。图3为该实施例制备的KYa6Nda4(PO3)4纳米晶体的荧光发射图，可以看出，钕离子的三个特征发生峰，分别为879nm(4F3/2 — 4I972)，1050nm (4F372 — 4I1172)和1320nm (4F372 — 4I1372)。实施例4 =NaLa0.4Yb0.6 (PO3) 4纳米晶体的制备将O. 4mmol的氧化镧、O. 6mmol氧化镱、4. 25mmol碳酸钠和200mmol磷酸混合于玻碳坩埚中，搅拌条件下升温至220°C，在此温度下反应22h ;然后以15°C /min的速度继续升温至330°C，搅拌条件下反应6h，将产物在6000rpm/min转速下进行离心分离IOmin获得沉淀，该沉淀即为NaLaa4Yba6(PO3)4纳米晶体,对离心所获得的沉淀依次用90°C的去离子水、
O.lmol/L稀硝酸、去离子水和无水乙醇洗涤，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为70%，170°C反应12h后将反应后的混合液在6000rpm/min转速下进行离心分离IOmin获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次后，70°C下真空干燥两天，获得最终产物。X射线衍射测试结果表明，该实施例制备的NaLaa4Yba6(PO3)4纳米晶体的晶型与NaLa (PO3) 4标准谱一致，透射电镜结果表明，其颗粒均匀分散，尺寸较小。 实施例5 =NaLa0.3Sm0.7 (PO3) 4纳米晶体的制备将O. 3mmol的氧化镧、O. 7mmol氧化衫、5mmol偏磷酸钠和250mmol磷酸混合于玻碳坩埚中，搅拌条件下升温至200°C，在此温度下反应24h ;然后以15°C /min的速度继续升温至350°C，搅拌条件下反应5h，将产物在7000rpm/min转速下进行离心分离8min获得沉淀，该沉淀即为NaLaa3Sma7(PO3)4纳米晶体,依次用95°C的去离子水、O. lmol/L稀硝酸、去离子水和无水乙醇洗涤该沉淀，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为70%，160°C反应12h后将反应后的混合液在7000rpm/min转速下进行离心分离Smin获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次后，真空70°C干燥两天，获得最终产物。图4为该实施例制备的NaLaa3Sma7(PO3)4纳米晶体的X射线衍射图谱，结果表明，纳米晶体的衍射图谱与标准谱NaSm(PO3)4 —致，结晶度较高。实施例6 =KLa0.2Eu0.8 (PO3) 4纳米晶体的制备将O. 2mmol氧化镧、O. 8mmol氧化铕、6mmol氯化钾和300mmol磷酸混合于玻碳i甘埚中，搅拌条件下升温至250°C，在此温度下反应24h ;然后以15°C /min的速度继续升温至350 0C，搅拌条件下反应3h，将产物在8000rpm/min转速下进行离心分离8min获得沉淀，该沉淀即为KLaa2Eua8(PO3)4纳米晶体，依次用100°C去离子水、O. lmol/L稀硝酸、去离子水、无水乙醇洗涤该沉淀，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度 为60%, 180°C反应IOh后将反应后的混合液在8000rpm/min转速下进行离心分离8min获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次后，真空70°C下干燥两天，获得最终产物。X射线衍射测试结果表明，该实施例制备的KLaa2Eua8 (PO3)4纳米晶体的晶型与标准谱KEu (PO3) 4 一致，透射电镜结果表明，其颗粒均匀分散，尺寸较小。实施例7 =NaLa0.2Er0.8 (PO3) 4纳米晶体的制备将O. 2mmol氧化镧、O. 8mmol氧化铒、6mmol氯化钠和400mmol磷酸混合于玻碳i甘埚中，搅拌条件下升温至250°C，在此温度下反应20h ;然后以15°C /min的速度继续升温至350°C,搅拌条件下反应3h,将产物在9000rpm/min转速下进行离心分离6min获得沉淀,该沉淀即为NaLaa2ErQ 8 (PO3)4纳米晶体，依次用95°C去离子水、去离子水、无水乙醇洗涤该沉淀，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为70%，180°C反应IOh后将反应后的混合液在9000rpm/min转速下进行离心分离6min获得沉淀,用无水乙醇洗涤该沉淀三次后，真空70°C下干燥两天，获得最终产物。X射线衍射测试结果表明，该实施例制备的NaLaa 2Er0.8 (PO3) 4纳米晶体的晶型与标准谱NaEr (PO3) 4 一致，透射电镜结果表明，其颗粒均匀分散，尺寸较小。实施例8 =NaY0.7Dy0.3 (PO3) 4纳米晶体的制备将O. 7mmol氧化I乙、O. 3mmol氧化镝、8. 5mmol硝酸钠和450mmol磷酸混合于玻碳坩埚中，搅拌条件下升温至250°C，在此温度下反应20h ;然后以15°C /min的速度继续升温至330°C，搅拌条件下反应6h，将产物在10000rpm/min转速下进行离心分离5min获得沉淀，该沉淀即为NaYa7Dya3(PO3)4纳米晶体，依次用100°C去离子水、0. lmol/L稀硝酸、去离子水和无水乙醇洗涤该沉淀，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为70%，170°C反应12h后将反应后的混合液在10000rpm/min转速下进行离心分离5min获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次，真空70°C干燥两天，获得最终产物。X射线衍射测试结果表明，该实施例制备的NaYa7Dya3(PO3)4纳米晶体的晶型与标准谱NaY (PO3) 4 一致，结晶度较高。实施例9 =LiYa9Tmai(PO3)4纳米晶体的制备
将O. 9mmol氧化I乙、O. Immol氧化钱、8. 5mmol硝酸锂和450mmol磷酸混合于玻碳坩埚中，搅拌条件下升温至250°C，在此温度下反应20h ;然后以15°C /min的速度继续升温至340°C，搅拌条件下反应4h，将产物在10000rpm/min转速下进行离心分离5min获得沉淀，该沉淀即为LiYa9Tma! (PO3) 4纳米晶体，依次用去离子水和无水乙醇洗漆该沉淀，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为80%，170°C反应12h后将反应后的混合液在lOOOOrpm/min转速下进行离心分离5min获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次，真空70°C干燥两天，获得最终产物。透射电镜图谱结果表明，该实施例制备的LiYa9Tmai(PO3)4纳米晶体尺寸较小，分散良好。实施例10 =LiLaa9Tbai(PO3)4纳米晶体的制备将O. 9mmol氧化镧、O. Immol氧化铺、8. 5mmol氯化锂和450mmol磷酸混合于玻碳坩埚中，搅拌条件下升温至250°C，在此温度下反应20h，然后以15°C /min的速度继续升温 至320°C，搅拌条件下反应8h，将产物在10000rpm/min转速下进行离心分离5min获得沉淀，该沉淀即为LiLaa9Tbai (PO3)4纳米晶体,依次用去离子水和无水乙醇洗漆该沉淀，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为80%，170°C反应12h后将反应后的混合液在lOOOOrpm/min转速下进行离心分离5min获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次，真空70°C干燥两天，获得最终产物。透射电镜图谱表明，该实施例制备的LiLaa9Tba i (PO3) 4纳米晶体尺寸较小，分散良好。实施例11 =NdP5O14纳米晶体的制备将Immol氧化钕和450mmol磷酸混合于玻碳樹祸中，搅拌条件下升温至250 °C,在此温度下反应22h ;然后以15°C /min的速度继续升温至350°C，搅拌条件下反应3h，将产物在10000rpn/min转速下进行离心分离5min获得沉淀,该沉淀即为NdP5O14纳米晶体,依次用90°C去离子水、去离子水、无水乙醇洗涤该沉淀，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为80%，180°C反应12h后，将反应后的混合液在IOOOOrpm/min转速下进行离心分离5min获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次，真空70°C下干燥两天，获得最终产物。 图5是该实施例制备的NdP5O14纳米晶的X射线衍射图谱，晶型与标准谱NdP5O14 —致，结晶度较高。透射电镜结果表明，其颗粒均匀分散，尺寸较小。实施例12 La0.5Yb0.5P5014纳米晶体的制备将O. 5mmol氧化镧、O. 5mmol氧化镱和450mmol磷酸混合于玻碳i甘祸中，搅拌条件下升温至250°C，在此温度下反应24h ;然后以15°C /min的速度继续升温至320°C，搅拌条件下反应8h,将产物在10000rpm/min转速下进行离心分离5min获得沉淀,该沉淀即为La0.5Yb0.5P5014纳米晶体，依次用100°C去离子水、O. ImoI/L稀硝酸、去离子水、无水乙醇洗涤该沉淀，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应釜中，填充度为80%，160°C反应12h后将反应后的混合液在10000rpm/min转速下进行离心分离5min获得沉淀,用无
水乙醇洗涤该沉淀三次后，真空70°C下干燥两天，获得最终产物。图6是该实施例制备的Laa5Yba5P5O14纳米晶体的荧光寿命图谱，其荧光寿命值为
I.06msο实施例13 =HoP5O14纳米晶体的制备将Immol氧化钦和350mmol磷酸合于玻碳i甘祸中，搅拌条件下升温至240°C,在此温度下反应22h ;然后以15°C /min的速度继续升温至350°C，搅拌条件下反应3h，将产物在8000rpm/min转速下进行离心分离8min获得沉淀,该沉淀即为HoP5O14纳米晶体,依次用100°C去离子水、O. lmol/L稀硝酸、去离子水、无水乙醇洗涤该沉淀，每个洗涤步骤重复三次；为了进一步提高所获得的纳米晶体的性能，将洗涤后的沉淀均匀分散于无水乙醇中形成分散液，将该分散液转移至反应爸中，填充度为60%, 190°C反应8h后,将反应后的混合 液在8000rpm/min转速下进行离心分离Smin获得沉淀，用无水乙醇洗涤该沉淀三次后，真空70°C下干燥两天，获得最终产物。X射线衍射测试结果表明，该实施例制备的HoP5O14纳米晶体的晶型与标准谱HoP5O14—致，透射电镜结果表明，其颗粒均匀分散，尺寸较小。
权利要求
1.一种稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，其特征在于具体制备方法如下 1)将原料加入到玻碳坩埚中混合均匀，搅拌条件下在200 250°C反应10 24h； 其中，所述原料是稀土氧化物、碱金属盐和磷酸，磷酸的质量分数为85%以上，稀土氧化物、碱金属盐和磷酸之间的摩尔比是I : (3 8. 5) (100 450);或者所述原料是稀土氧化物和磷酸，磷酸的质量分数为85%以上，稀土氧化物和磷酸之间的摩尔比是I (100 450)； 2)将步骤I)中的反应体系的温度升高至320 350°C，搅拌条件下反应3 8h后，对产物进行离心获得沉淀，然后洗涤该沉淀，获得稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体。
2.根据权利要求I所述的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，其特征在于所述方法还包括步骤3):对步骤2)所得到的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体均匀分散到无水乙醇中形成分散液，再将该分散液转移至反应釜中进行水热反应，160 190°C下反应8 12h，对反应后的混合液进行离心，对经过离心后获得的沉淀进行洗涤、真空干燥，得到最终产物。
3.根据权利要求2所述的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，其特征在于所述步骤I)中稀土氧化物为镨、钕、钐、铕、钦、铒、铥、镱、铽、镝、镧、钇氧化物中的一种或两种；碱金属盐为锂、钠、钾的碳酸盐、偏磷酸盐、硝酸盐、氯化物中的一种。
4.根据权利要求3所述的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，其特征在于所述步骤2)中对步骤I)的反应体系是以15°C /min升温速度升温的，将产物在转速5000 10000rpm/min下进行离心分离5 IOmin获得沉淀；然后依次用80 100°C的去离子水、O.lmol/L稀硝酸、去离子水、无水乙醇对沉淀进行洗涤，每个步骤重复三次；或者依次用80 100°C的去离子水、去离子水、无水乙醇对沉淀进行洗涤，每个步骤重复三次；或者依次用去离子水、无水乙醇对沉淀进行洗涤，每个步骤重复三次。
5.根据权利要求4所述的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，其特征在于所述步骤2)中是依次用80 100°C的去离子水、0. lmol/L稀硝酸、去离子水、无水乙醇对沉淀进行洗涤的，每个步骤重复三次。
6.根据权利要求5所述的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，其特征在于所述步骤3)中反应釜的填充度为60 80%，将反应后的混合液在转速5000 10000rpm/min下进行离心分离5 lOmin，对经过离心后获得的沉淀用无水乙醇洗涤三次后，70°C下真空干燥两天。
7.根据权利要求6所述的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，其特征在于所述步骤3)中反应釜的填充度为80%。
8.根据权利要求4或5或6或7所述的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，其特征在于所述原料是稀土氧化物、碱金属盐和磷酸，稀土氧化物、碱金属盐和磷酸之间的摩尔比是I : (3 8. 5) (100 450)，制备得到的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的化学式为MA1 XBX (PO3) 4 ; 或者所述原料是稀土氧化物和磷酸，稀土氧化物和磷酸之间的摩尔比是I : (100 450)，制备得到的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的化学式为A1^xBxP5O14 ； 其中，M 为 Na、Li 或 K ;A 为 La 或 Y ;B 为 Pr、Nd、Sm、Eu、Ho、Er、Tm、Tb、Dy、Yb 中的一种；O < X≤I。
全文摘要
本发明提供了一种稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体的制备方法，解决了纳米材料极易发生团聚的技术问题，具体制备方法如下1)将原料加入到玻碳坩埚中混合均匀，搅拌条件下在200～250℃反应10～24h；2)将步骤1)中的反应体系的温度升高至320～350℃，搅拌条件下反应3～8h后，对产物进行离心获得沉淀，然后洗涤该沉淀，获得稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体。本发明的反应温度较低，反应条件温和，所获得的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体不易发生团聚，通过低温反应——水热合成法制备的稀土掺杂聚磷酸盐纳米晶体分散均匀、晶型完美、掺杂浓度高、荧光性能好。
文档编号B82Y30/00GK102923682SQ201210425409
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者韦玮, 彭波, 崔晓霞, 王中跃 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所