一种钛酸盐余辉粒子zms-5复合材料的电化学组装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钛酸盐余辉粒子OZMS-5复合材料的电化学组装方法，属于无机非金属材料领域。
【背景技术】
[0002]介孔分子筛材料作为组装主体在主客体组装化学中得到了广泛的应用，利用主客体材料各自的物理和化学性质及其相互间的反应不仅可以改善客体的性能，还能充分利用介孔材料有序，均一的孔道作为模板定向制备特定结构的新型材料。其中ZSM-5型介孔分子筛不仅具有孔道排列有序、大小均一、孔径可以在2~50nm内连续可调等重要特点，而且还具有较大的孔容、高的比表面积、孔道表面可进行物理吸附或化学修饰等优点，其发达的孔道系统使分子在其内部容易扩散，同时具有良好的耐酸性、热稳定性、水蒸气稳定性。
[0003]稀土激活的钛酸盐是一种极具发展潜力的红色长余辉材料，目前研宄的稀土元素掺杂的钛酸盐长余辉发光材料的基质主要是指碱土钛酸盐体系。自Diallo等1997年首次报道CaT13: Pr3+具有红色长余辉发光特性以来，作为一种新型的红色长余辉发光材料体系一稀土离子掺杂的碱土钛酸盐系列红色长余辉发光材料，近年来的研宄异常活跃。近来人们研宄还发现，引入Zn2+的取代Ca的晶格位置，所形成的ZnxCa(1_x)Ti03:Pr3+，具有更强的余辉性能。
[0004]本发明涉及的一种钛酸盐余辉粒子0ZMS-5复合材料的电化学组装方法，采用溶胶电泳沉积法，将Zna2Caa8T13:Pr3+与介孔ZSM-5进行组装，使介孔ZSM-5材料实现长余辉功能化，这种复合材料在药物缓释、生物标记等领域具有重要的作用。
【发明内容】
[0005]一种钛酸盐余辉粒子0ZMS-5复合材料的电化学组装方法，具体
【发明内容】
如下:
1)211(120&(|.81103:?1'3+溶胶的制备:按摩尔比Ca (NO 3)24H20:Zn (NO3) 26H20: CH3COOH= 4:1:10~12，将Ca(N03)24H20和Zn(N03)26H20共同溶于6mol/L乙酸水溶液中，记为溶液A ;按体积比C16H36O4Ti: C2H5OH= I: 3-5，将C16H36O4Ti溶于无水乙醇中，记为溶液B ;将Pr (NO3) 66H20晶体溶解到无水乙醇中，配制成浓度为0.5~lmol/L乙醇溶液，记为溶液C ;按摩尔比Ca (NO3) 24H20:C16H3604Ti !Pr(NO3) 66H20=0.8:1:0.001-0.01 将溶液 A、B、C 混合，混合方式为溶液A和溶液C依次缓慢加入搅拌着的溶液B中，混合后继续搅拌l~2h，再用6mol/L乙酸水溶液调节PH值至3~4，转移至60~80°C水浴中陈化5~10h，形成Zna2Caa8T13: Pr3+溶胶；
2)Zn0.2Ca0.8Ti03:Pr3+iZMS-5的电化学组装，具体步骤包括:
(I)工作电极的制备:按质量比ZSM-5:粘结剂=10:1取ZSM-5原粉与粘结剂混均，密封后室温陈化10~24h ;混合料在5~12Mpa的压力、保压时间20s的条件下，压制成型为直径10~20mm，厚度l~3mm的圆型ZSM-5薄片，将ZSM-5薄片于60~80°C干燥5~10h，再于500~600°C下煅烧lh，获得ZSM-5电极材料，将其用银导电胶粘接到石墨电极板上，即为工作电极； (2) Zn0.2Ca0.8Ti03:Pr3+iZMS-5组装:采用电泳沉积法，需先将工作电极放入无水乙醇中浸泡l~2h，并用超声清洗10~30min ;以石墨电极板作为阳极，工作电极作为阴极，步骤I)中制备的Zna2Caa8T13: Pr3+溶胶作为工作液，进行电泳沉积，沉积结束后将ZSM-5薄片的从石墨电极板上移取下来，用无水乙醇反复清洗三遍，于80~100°C干燥5~10h，再经热处理，获得 Zn0.2Ca0 8Ti03:Pr3+iZMS-5 复合材料。
[0006]2、步骤2)中工作电极的制备所使用的ZSM-5原粉的粒径为0.2-4.0Mm。
[0007]3、步骤2)中工作电极的制备所使用的ZSM-5原粉粘结剂为质量分数4wt%的PVA水溶液。
[0008]4、步骤2)中电泳沉积过程中两电极间距离为3cm，电压为5~12V间的任意恒定值，沉积时间为0.5~5h。
[0009]5、步骤2)中产物的热处理制度为:室温~150°C，升温速率为2V /min, 150°C保温Ih ;150~600°C，升温速率为3°C /min, 600°C保温Ih ；600°C ~最高热处理温度，升温速率为3°C /min,最高热处理温度为700~900°C间的任意温度，最高热处理温度保温l~2h。
【附图说明】
[0010]图1为本发明涉及的电泳沉积装置示意图；
图2为实例I合成的Zna2Caa J13:Pr3+@ZMS-5复合材料的XRD图；
图3为本发明涉及的ZMS-5原粉(图3a)的SEM图和实例I合成的Zna2Caa8T13 = Pr3+OZMS-5 (图3b)复合材料的SEM图；
图4为实例I合成的ZnQ.2CaQ.8Ti03:Pr3+(gZMS-5复合材料的荧光光谱图；
图5为实例I合成的ZnQ.2CaQ.8Ti03:Pr3+(gZMS-5复合材料的余辉光谱图；
图6为实例I合成的ZnQ.2CaQ.8Ti03:Pr3+(gZMS-5复合材料的余辉衰减曲线；
图7为实例I合成的Zna2Caa8T13 = Pr3+OZMS-S复合材料的热释光谱图。
【具体实施方式】
[0011]以下结合实施例对本发明进行详细说明，本发明不受这些制造实例所限。
[0012]实例I
1)211(120&(|.81103:?1'3+溶胶的制备:按摩尔比 Ca (NO 3)24H20:Zn (NO3) 26H20: CH3COOH= 4:1: 10，将Ca (NO3) 24H20和Zn (NO3) 26H20共同溶于6mol/L乙酸水溶液中，记为溶液A ;按体积比C16H36O4Ti:C2H5OH= 1:4，将C16H36O4Ti溶于无水乙醇中，记为溶液B ;将Pr (NO3)6 6H20晶体溶解到无水乙醇中，配制成浓度为0.5mol/L乙醇溶液，记为溶液C ;按摩尔比Ca (NO3) 24H20:C16H36O4Ti:Pr (NO3) 66Η20=0.8:1:0.001将溶液A、B、C混合，混合方式为溶液A和溶液C依次缓慢加入搅拌着的溶液B中，混合后继续搅拌2h，再用6mol/L乙酸水溶液调节pH值至3，于60°C水浴中陈化10h，形成Zna2Caa8T13: Pr3+溶胶。
[0013]2) Zn0.2Ca0.8Ti03:Pr3+iZMS-5的电化学组装，具体步骤包括:
(I)工作电极的制备:按质量比ZSM-5:粘结剂=10:1，取粒径为0.2-1.0Mm的ZSM-5原粉与粘结剂4wt%的PVA水溶液混合，密封后室温陈化12h ;混合料在12Mpa的压力、保压时间20s的条件下，压制成型为直径13mm，厚度2mm的圆型ZSM-5薄片，将ZSM-5薄片于70°C干燥10h，再于500°C下煅烧lh，获得ZSM-5电极材料，将其用银导电胶粘接到石墨电极板上，即为工作电极。
[0014](2) Zn0.2Ca