[发明专利]掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料及制备方法

权利要求书

1.一种掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料，其特征在于，其化学通式为M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺@M’_y，其中，M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺为外壳，M’为内核，@表示包覆，M为Ca、Sr、Ba碱土元素中的至少一种，M’为掺杂金属纳米粒子，选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu金属纳米粒子中的至少一种，x为Ce³⁺离子取代M离子的摩尔数，x的取值范围为0<x≤0.2，y为M’与M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺的摩尔之比，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2。

2.根据权利要求1所述的掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料，其特征在于，x的取值范围为0.001≤x≤0.1，y的取值范围为1×10^-5≤y≤5×10^-3。

3.一种掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将含M’的盐溶液、起分散作用的助剂和还原剂混合反应后，制得M’纳米粒子胶体溶液；

在蔗糖或葡萄糖的无水乙醇溶液中加入所述M’纳米粒子胶体溶液，得到混合溶液，并将得到的所述混合溶液于120～200℃下密闭反应，制得含有C@M’的溶液，离心分离所述含有C@M’的溶液，对得到的固相进行洗涤、干燥后得到C@M’碳球模板；其中，@表示C包覆M’，M’与C@M’碳球模板的摩尔比为1×10^-6:1～0.4:1；

按照M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺@M’_y中的各元素化学计量比，量取M，Ga和Ce盐的乙醇水溶液，然后再加入所述C@M’碳球模板，搅拌均匀，然后缓慢加入草酸沉淀剂，得到混合溶液，接着调节混合溶液的pH值为10～12，继续搅拌反应2～8h后，过滤、洗涤、干燥沉淀物，得到M_1-xGa₂(C₂O₄)₄:Ce_x³⁺@C@M’前驱体；其中，C@M’碳球模板与M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺的摩尔比为0.025:1～10:1；

研磨所述前驱体粉末均匀,置于加热炉中空气氛围下、于500～800℃预烧1～12小时,将碳转化为CO₂除去，冷却至室温，再研磨预烧样品，将研磨粉体再次置于加热炉中，并往加热炉中通入惰性气体，使加热炉中为惰性气氛；然后通入H₂S,在800～1200℃煅烧2-10h,冷却到500℃停止通入H₂S，换成通入惰性气体，冷却至常温下，停通入惰性气体,取出样品，研磨均匀，即得掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料，该发光材料的化学通式为M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺@M’_y；

上述步骤中，M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺为外壳，M’为内核，@表示包覆，M为Ca、Sr、Ba碱土元素中的至少一种，M’为掺杂金属纳米粒子，选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu金属纳米粒子中的至少一种，x为Ce³⁺离子取代M原子的摩尔数，x的取值范围为0<x≤0.2，y为M’与M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺的摩尔之比，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2。