專利名稱：一種鈥金屬碘酸鹽熒光材料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種欽金屬碘酸鹽熒光材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
由于稀土金屬具有獨(dú)特的4f電子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其具有較大的原子半徑和原子磁矩， 很強(qiáng)的自旋-軌道耦合，豐富的電子能級(jí)，以及因其具有靈活的配位數(shù)，可形成結(jié)構(gòu)多樣的配合物。稀土金屬在發(fā)光材料、磁性材料、催化材料、磁光存儲(chǔ)材料、儲(chǔ)氫材料等功能材料方面發(fā)揮重要作用，尤其以稀土發(fā)光材料格外引人注目。Ho3+的發(fā)光也是目前研究較多的稀土離子之一，含Ho3+的化合物可能具有光激勵(lì)和光致發(fā)光和熱釋發(fā)光等性能，可用于高密度的光盤存儲(chǔ)和熱釋發(fā)光計(jì)量儀的探測(cè)元件等方面，因此，開展摻雜Ho離子的基質(zhì)材料的研究具有重要意義。
物質(zhì)分子、原子吸收光輻射被激發(fā)，再發(fā)射出與吸收波長相同或更長的光，稱為光致發(fā)光，最常見的為熒光和磷光，相對(duì)而言，熒光發(fā)射的研究更為深入，應(yīng)用更為廣泛。但由于稀土金屬f一f組態(tài)躍遷是光譜選率禁阻的，光吸收能力弱，摩爾吸收系數(shù)通常小于I Μ—1·1，因此通過直接激發(fā)稀土金屬而導(dǎo)致其發(fā)光，幾乎是不可能的。為此，人們必須要尋找合適的基團(tuán)，它能夠具有較強(qiáng)的吸收能力，而且能把吸收的能量有效地傳遞給稀土金屬的激發(fā)態(tài)而導(dǎo)致發(fā)光，這種把發(fā)色團(tuán)吸收的能量傳遞到稀土金屬，使稀土金屬發(fā)光效果增強(qiáng)的現(xiàn)象，稱為天線效應(yīng)，該發(fā)色團(tuán)稱為敏化劑。通過合成碘酸鹽可以達(dá)到這種目的。
碘酸根離子(103—)可以作為Ho3+熒光發(fā)光的基體。因?yàn)镮03—是一種非常好的近紫外吸收基團(tuán)，可以有效的將能量轉(zhuǎn)移給Ho3+從而導(dǎo)致非常強(qiáng)烈的光致發(fā)光效應(yīng)。水熱法是利用高溫高壓的水溶液使那些在大氣條件下不溶或難溶的的物質(zhì)溶解，或反應(yīng)生成該物質(zhì)的溶解產(chǎn)物，通過控制高壓釜內(nèi)溶液的溫差使產(chǎn)生對(duì)流以形成過飽和狀態(tài)而析出生長晶體的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于選擇碘酸根離子(103—)作為Ho3+熒光發(fā)光的基體而制備稀土 Ho3+碘酸鹽熒光發(fā)光材料，其技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的一種欽金屬碘酸鹽熒光材料，該化合物分子式為Ho(IO3)3，空間群為 P2fl,單胞參數(shù) a =8. 7376A, b =5. 9706 A, c =15. 0677A, a = 90. 000 ，β =97. 240 ，g = 90. 000 ，Ζ=2,單胞體積 V = 779. 8(10) A 3。本發(fā)明還提供一種欽金屬碘酸鹽熒光材料的制備方法，采用水熱反應(yīng)生長；反應(yīng)物三氧化二欽(Ho203)、五氧化二碘(1205)，水(H2O)為溶劑，其摩爾比為1:0.1 50 :10 50，水熱反應(yīng)升溫至150 200 °C，恒溫O. 5 10天，取出后以降溫速率為I 20 V /min條件下自然冷卻，制備出Ho (IO3)3的晶體即欽金屬碘酸鹽熒光材料。
所述的三氧化二欽(Ho2O3)被同物質(zhì)量的硝酸欽、硫酸欽、氯化欽或乙酸欽取代，反應(yīng)得到相同的欽金屬碘酸鹽熒光材料。
所述的五氧化二碘(I2O5)被同物質(zhì)量的碘酸鈉(NaIO3)或碘酸鉀(KIO3)取代。
本發(fā)明還提供一種欽金屬碘酸鹽熒光材料的用途，該材料用于制作熒光發(fā)光器件。
突光光譜測(cè)試表明，碘酸根作為基體，可增強(qiáng)Ho (IO3)3中的Ho3+金屬突光發(fā)光。
在水熱條件下可促使反應(yīng)發(fā)生，Ho2O3 + I2O5 — Ho (IO3) 3,得到目標(biāo)化合物Ho (IO3) 3。
我們測(cè)得該碘酸鹽的熒光光譜。此無機(jī)物的發(fā)光效果可以描述為激發(fā)光譜頻率在417、450以及452nm時(shí)，發(fā)射光譜出現(xiàn)544、550以及658nm的強(qiáng)發(fā)射峰。
本發(fā)明提供的Ho3+的碘酸鹽是采用在水熱反應(yīng)下制備得到的顆粒均勻的晶體。水熱反應(yīng)過程中，將反應(yīng)混合液升溫至15(T200°C，恒溫O. 5 10天后，以I 20攝氏度/分鐘的速率降溫至室溫。
Ho3+與I2O5形成的金屬碘酸鹽可能成為一類新的熒光發(fā)光材料。本發(fā)明制備的 Ho3+的碘酸鹽可用于制作大功率熒光發(fā)光器件。
本發(fā)明的有益效果本方法可以獲得合成常規(guī)條件下較難得到的晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，水熱法生產(chǎn)的特點(diǎn)是粒子純度高、分散性好、晶形好且可控制，生產(chǎn)成本低。
本方法合成碘酸鹽熒光材料的優(yōu)點(diǎn)是，發(fā)光強(qiáng)度高(大于107)，明顯優(yōu)于常見的磷酸鹽和硅酸鹽熒光粉。適合做大功率LED用熒光粉。
具體實(shí)施方式
1、碘酸鹽的制備稱取三氧化二欽(Ho2O3)O. 378g，五氧化二碘(I2O5X). 033 3. 340g,量取水(H2O)L 8 9. 0ml，其摩爾 比為1:0.1 50 :10 50裝入密閉的28 mL的反應(yīng)釜中，升溫至150 200 °C，恒溫O. 5 10天，取出后以I 20攝氏度/分鐘條件下自然冷卻，便可得到Ho (IO3)3 晶體。
三氧化二欽(Ho2O3)被同物質(zhì)量的硝酸欽、氯化欽、硫酸欽或乙酸欽取代，可以得到相同的碘酸鹽熒光材料。
五氧化二碘(I2O5)被同物質(zhì)量的碘酸鈉(NaIO3)或碘酸鉀(KIO3)取代可以得到相同的碘酸鹽熒光材料。
具體反應(yīng)物實(shí)施實(shí)例如下(I)三氧化二欽(Ho2O3):五氧化二碘(I2O5) JjC(H2O) = I 50 :10。
(2)三氧化二欽(Ho2O3):五氧化二碘(I2O5):水(H2O) =1:50 :50。
(3)三氧化二欽(Ho2O3):五氧化二碘(I2O5) 7jC(H2O) = I 0.1 :10。
(4)三氧化二欽(Ho2O3):五氧化二碘(I2O5):水(H2O) =1:0·1:50。
(5)硝酸欽:碘酸鈉(NaIO3):水(H2O) = I 20 :20。
(6)氯化欽:碘酸鈉(NaIO3):水(H2O) = I 30 :30。
(7)硫酸欽:碘酸鉀(KIO3):水(H2O) = I 10 :40。
(8)乙酸欽:碘酸鉀(KIO3):水(H2O) = I 40 :50。
2、熒光測(cè)試將制備的晶體研磨均勻得到固體粉末，在FluorMax-4熒光光譜儀上進(jìn)行熒光發(fā)光性能測(cè)試，結(jié)果顯示，碘酸根離子的引入，可增強(qiáng)Ho (IO3)3的Ho3+金屬熒光發(fā)光。發(fā)光強(qiáng)度高(大于107)，明顯優(yōu)于常見的磷酸鹽和硅酸鹽熒光粉。 適合做大功率LED用熒光粉。
權(quán)利要求
1.一種欽金屬碘酸鹽突光材料,其特征在于該化合物分子式為Ho (IO3)3,空間群為 P2fl,單胞參數(shù) a =8. 7376A, b =5. 9706 A, c =15. 0677A, a = 90. 000 ，β =97. 240 ，g = 90. 000 ，Ζ=2,單胞體積 V = 779. 8(10) A 3。
2.—種權(quán)利要求1所述欽金屬碘酸鹽熒光材料的制備方法，其特征在于采用水熱反應(yīng)生長；反應(yīng)物三氧化二欽(Ho203)、五氧化二碘(I2O5) JK(H2O)為溶劑，其摩爾比為1:O.1 50 10 50，水熱反應(yīng)升溫至150 200 °C，恒溫O. 5 10天，取出后以降溫速率為I 20 V /min條件下自然冷卻，制備出Ho (IO3)3的晶體即欽金屬碘酸鹽突光材料。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的三氧化二欽(Ho2O3)被同物質(zhì)量的硝酸欽、硫酸欽、氯化欽或乙酸欽取代，反應(yīng)得到相同的欽金屬碘酸鹽熒光材料。
4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的五氧化二碘(I2O5)被同物質(zhì)量的碘酸鈉(NaIO3)或碘酸鉀(KIO3)取代。
5.一種權(quán)利要求1所述欽金屬碘酸鹽熒光材料的用途，其特征在于該材料用于制作熒光發(fā)光器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈥金屬碘酸鹽熒光材料及其制備方法與應(yīng)用，該化合物分子式為Ho(IO3)3，空間群為P21n,單胞參數(shù)a=8.7376 ，b=5.9706 ，c=15.0677 ，a＝90.000 ，β=97.240 ，g＝90.000 ，Z=2,單胞體積V=779.8(10) 3；該材料采用水熱反應(yīng)得到晶體；碘酸根離子可增強(qiáng)該材料的Ho3+熒光發(fā)光強(qiáng)度；該材料用于制作熒光發(fā)光器件。
文檔編號(hào)C01F17/00GK103011236SQ20121051191
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者潘春陽, 盧靜, 陳武洲, 羅小杏, 張漢輝, 陳橈瑩, 崔倩文 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)