[发明专利]一种铕镝双掺硅酸镁锶发光纳米纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机纳米发光材料及其制备领域，具体地说是一种稀土掺杂硅酸镁锶发光纳米纤维及其制备技术。

背景技术

纳米纤维是指材料在三维空间尺度上有两维以上处于纳米尺度的线性材料，一般径向尺度为纳米级，而长度较大。由于其特殊的纳米尺寸结构，而显示出许多奇特性质，最突出的就是比表面积大，从而表面能高，活性大，进而产生小尺寸效应、表面或界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，并因此表现出一些特殊的化学、物理(光、电、磁)性能。

稀土硅酸盐发光材料作为一种重要的长余辉发光材料，具有比硫化物和稀土铝酸盐更好的化学稳定性，耐水溶性和耐热性，光色丰富，且原材料成本较低。Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺，Dy³⁺是发光性能最好的硅酸盐蓝色发光材料之一，具有重要应用。目前，已有报道用高温固相法、溶胶凝胶法、微波法、沉淀法、燃烧法等多种方法制备出多种颗粒状的Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺，Dy³⁺发光粉，但大多成本较高且发光粉粒径较大，一般在10um以上，其应用领域受到较大限制。静电纺丝技术是一种制备连续一维纳米结构材料的行之有效的方法，其操作简单，设备要求不高，近年来，被广泛应用于制备无机纳米纤维。Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺，Dy³⁺纳米纤维是一种重要的新型绿色无机纳米发光纤维，在显示、纳米器件、生物标记、医学影像、防伪、辐射深测等领域有着潜在应用价值。目前，未见Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²+，Dy³⁺发光纳米纤维的相关报道。

发明内容

在背景技术提到的各种制备Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺，Dy³⁺发光材料的方法中，高温固相法的缺点是煅烧温度高，耗时，且制备的发光粉颗粒较大，需研磨，研磨后的发光性能降低；溶胶凝胶法的缺点是制备工艺复杂，且发光粉的发光性能不理想；微波发和沉淀法制备工艺都不成熟，还有许多技术有待解决，并且这些方法都不能制备出具有连续一维纳米结构的Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺，Dy³+发光材料。为此，本发明采用溶胶凝胶技术和静电纺丝技术相结合的方法，制备出铕镝双掺硅酸镁锶发光纳米纤维，以期拓展该发光材料的潜在应用范围。

本发明通过以下技术方案实现。首先，按照化学计量比Sr_2-x+yMgSi₂O₇∶xEu²⁺，yDy³⁺(x：1-4mol％，y：1-10mol％)配制出能用于静电纺丝的具有一定粘度的前驱体纺丝溶胶，在适当的静电纺丝工艺下进行静电纺丝，制备出PVP/[Sr(NO₃)₂+Mg(NO₃)₂+TEOS+Eu(NO₃)₂+Dy(NO₃)₂]复合纳米纤维，将其放入程序控温管式高温炉中，在温度大于1100℃、弱还原气氛下充分煅烧一段时间，得到具有一维纳米结构的纯相Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺，Dy³⁺发光纤维。

以下对本发明作进一步说明，具体步骤如下：

(1)静电纺丝用前驱体溶液的配制