[发明专利]Eu3+离子掺杂氟化钆/氟化钆钠晶相可控发光粉制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种稀土掺杂发光材料制备方法，特别是涉及一种Eu³⁺离子掺杂氟化钆/氟化钆钠晶相可控发光粉制备方法。

背景技术

氟化物具有从紫外到远红外宽波长范围的光学透过，弱的晶体场，小的折射率，特别是作为激活剂的稀土离子掺入后，由于它具有较低的声子能量，能够降低处于激发态稀土离子非辐射跃迁几率，提高了发光效率的优点，使稀土掺杂的氟化物在激光器、显示器、照明光源、光学通讯等方面已有广泛的应用。

在稀土掺杂氟化物中，因为Gd³⁺离子在紫外区有吸收，能够促进基质和Eu³⁺离子之间的能量传递，因此GdF₃和NaGdF₄是被认为是一种有效的发光基质材料。另外，GdF₃和NaGdF₄的晶体结构中Gd³⁺离子所处位置的差异，使得通过掺杂占据Gd³⁺离子格位的Eu³⁺离子周围环境不同，故具有不同晶相的发光粉的发光性质也有所不同。而GdF₃和NaGdF₄晶相的形成对其反应原料配比及实验条件具有较强的依赖关系。水热法具有所需反应条件相对温和，产物纯度高，晶粒发育完整，分散性好等特点，是一种较理想的制备稀土氟化物的方法。目前国内外还没有在水热法中采用PVP对Eu³⁺离子掺杂的GdF₃/NaGdF₄晶相形成有效控制的报道。

聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 是一种非离子型高分子聚合物，具有优良的溶解性、低毒性、成膜性、络合性、生物相容性、表面活性和化学稳定性，可用作反应体系的表面活性剂。PVP分子中含有极性较大的内酰胺基，pH较小时（溶液为强酸性），在氟化物反应体系中可以调控溶液中GdF₃/NaGdF₄晶相的生成，进而对发光粉的发光性能进行有效的控制。该方法具操作简便、加入聚合物绿色环保，可在反应原料配比相同的条件下调控晶相形成的优点，具有广泛的应用前景。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种Eu³⁺离子掺杂氟化钆/氟化钆钠晶相可控发光粉制备方法，该方法以稀土氧化物为原料，在PVP存在的条件下，经过水热反应温度和反应时间得到GdF₃:Eu³⁺/NaGdF₄:Eu³⁺晶相可控的发光粉。整个反应在水溶液中进行，经济环保，实用性强。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明所提供制备GdF₃:Eu³⁺/NaGdF₄:Eu³⁺晶相可控发光粉的方法是：稀土离子先与不同量的PVP形成混合溶液，再加入氟化钠，在不同温度和时间下进行水热反应，即可得到所述的GdF₃:Eu³⁺/NaGdF₄ Eu³⁺发光粉。

本发明制备方法所使用的原料为纯度为99.99%的Gd₂O₃和Eu₂O₃，分析纯的氟化钠（NaF），溶剂为水，HNO₃用来溶解氧化物，表面活性剂为分析纯的聚乙烯吡咯烷酮(PVP Mw = 58,000)

制备GdF₃:Eu³⁺/NaGdF₄:Eu³⁺晶相可控发光粉的方法包括如下步骤：

步骤1. 加热的条件下，将稀土氧化物用硝酸溶解，加入水形成硝酸盐水溶液，再加入PVP混合均匀，室温下用磁力搅拌器搅拌30分钟，再加入氟化钠，调节pH=1，继续搅拌30分钟，所述的两种稀土离子Eu³⁺和Gd³⁺的物质的量的比为1:6-33；稀土离子总量与氟离子物质的量的比为1:4-10；稀土氧化物总量与PVP的质量比为1：0-4；