[发明专利]四方相氟氧化镧掺铕离子红色纳米荧光粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及到四方晶相氟氧化镧掺铕离子纳米发光材料及其制备方法。

背景技术

氟氧化镧由于其独特的电、光和电化学性能而成为一种重要的功能材料，主要应用于荧光材料(如平板显示器、X射线增强荧光粉等)、离子导体、催化剂等，而且在电介质、光学、光电子学等方面具有巨大的潜力。此外，氟氧化镧晶体结构类型的多样性可以为掺杂在其中的离子提供具有不同对称性的晶体格位，使得同一成分基质中获得掺杂离子性质不同的荧光辐射成为可能。

目前国内外报导的氟氧化镧的制备主要包括有固态反应法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、溶剂相沉淀法、热水解法等。

固态反应法是将原料按配比混合，研磨，煅烧，冷却至室温即得氟氧化镧。根据研究目的的不同，具体的制备方法也有一定的差别。该方法的特点是可以通过改变反应和球磨条件控制产物粒径大小，但是合成过程中需要严格的温度、压力和特定的气体环境。

溶胶-凝胶法的制备过程主要包括以下几个步骤：首先溶解金属有机或无机化合物，然后形成溶胶、凝胶，再使胶体凝固，最后通过热处理获得所需的化合物。目前报导的溶胶-凝胶法主要是用来制备一些薄膜，而且制备工艺较为复杂、所需原料种类较多，不利于规模化生产。

化学气相沉积法(CVD)主要是用含镧和氟的相关化学物质作为镧源和氟源在一定的条件下在特定的模版(如硅、石英、玻璃等)上形成氟氧化镧薄膜。该方法的特点是制备的薄膜厚度均匀而且达到纳米量级，但是工艺复杂，反应条件苛刻。

溶剂相沉淀法也是一种常见的合成氟氧化镧纳米颗粒的方法。目前报导的这种方法虽然可以制得分散性较好的纳米颗粒，但是截至目前为止并未见到用此方法制得四方相LaOF:Eu³⁺纳米颗粒的报导。

热水解法主要是在高温且有一定湿度的环境中通过LaF₃的水解形成氟氧化镧，这种方法的报导很少见，只是W.H.Zachariasen于1951年在Acta Cryst.上曾经提到过用这种方法可以得到四方晶相的氟氧化镧。但是样品制备过程中所用的初始原料为成品的氟化镧而且作者并未指出热水解法所得的样品是否是纳米晶体，也并未在该样品中掺杂具有良好红色荧光发射的Eu³⁺离子。

除上述方法之外，Eiji Hosono于2004年在Langmuir上报导了一种采用薄膜生长和热分解离子修饰的双乙酸氢氧化镧(LDAH)的方法制备多孔氟氧化镧纳米薄膜，但是此方法中作为自身模版的前驱物的生长采用了一种步骤很复杂的方法-化学浴沉积法(Chemical Bath Deposition)。2008年，Haiying Wang等在MaterialsScience and Engineering B上指出用电镀技术制备了具备一维结构的立方相纳米氟氧化镨，这种方法在将来有可能成为制备纳米氟氧化镧的一种方法，但是这里提到的两种方法的制备工序均过于复杂，不利于规模化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述氟氧化镧材料制备方法的缺点，提供一种红色荧光强、热处理温度低、工艺简单、产品成本低、性能稳定、易于工业化生产的四方相氟氧化镧掺铕离子红色纳米荧光粉的制备方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是用通式La_1-xEu_xOF表示的四方相氟氧化镧掺铕离子红色纳米荧光粉，式中0.01≤x≤0.15，其制备方法如下：

1、制备Eu(NO₃)₃的水溶液

将Eu₂O₃与硝酸按摩尔比为1∶6加入到烧瓶中进行化学反应，得到Eu(NO₃)₃，用去离子水配制成浓度为0.3mol/L的Eu(NO₃)₃的水溶液。

2、配料反应