[发明专利]一种用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机晶体材料技术领域，尤其涉及一种用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡的制备方法。

背景技术

掺杂是对无机晶体材料改性的最重要的方法之一，在锂离子电池的电极材料、光催化材料、磁性半导体材料以及光折变材料中，通过掺杂的方法提高材料的性能已经有了一定的报导。杂质离子进入晶格时的掺杂行为决定了掺杂晶体的结构，而杂质能级决定掺杂无机晶体的许多功能性质。

钽酸钡Ba₅Ta₄O₁₅是近年来研究多的一种无机功能材料，具有很好的光催化性能，但是由于钽酸钡Ba₅Ta₄O₁₅禁带宽度较大，在可见光区域的激发受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡的制备方法，旨在解决由于钽酸钡Ba₅Ta₄O₁₅禁带宽度较大，在可见光区域的激发受到限制的问题。

本发明是这样实现的，一种用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡的制备方法，所述用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡的制备方法包括以下步骤：

将氢氧化钡置于烧杯中，以占反应釜70％—80％体积的去离子水为溶剂，在常温下搅拌至均质，将氧化钽粉末加入到上述溶液混合，继续搅拌20-60min，氢氧化钡和氧化钽的摩尔比为2:5-10；

加入铈源，继续搅拌60min，将混合溶液放入反应釜中，在200℃-300℃下反应2h-48h后，用去离子水将产物进行洗涤过滤，在30℃-100℃下烘干，得到的产物即为最终产物。

进一步，所述铈的摩尔数与铈和钡的总摩尔数为2％-16％。

进一步，所述洗涤采用去离子水反复洗涤2-8次。

进一步，所述铈源为硝酸铈或氧化铈。

本发明的另一目的在于提供一种光催化应用，包含所述用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡的制备方法制备的用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡。

本发明的另一目的在于提供一种固体发光应用，包含所述用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡的制备方法制备的用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡。

本发明提供的用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡的制备方法，通过水热法，合成Ce掺杂的Ba₅Ta₄O₁₅，并将其作为功能添加剂加入到三元乙丙橡胶(EPDM)制备出了辐射防护复合材料，并测试了材料对γ射线的屏蔽性能。本发明通过对Ba₅Ta₄O₁₅进行稀土元素Ce的掺杂，使其禁带宽度减小；另外Ba₅Ta₄O₁₅可以作为一种辐射防护材料，相对于常见的铅基材料，Ba₅Ta₄O₁₅具有无毒无害的优点，而稀土元素铈Ce有助于进一步促进Ba₅Ta₄O₁₅对高能辐射线的吸收。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

1、本发明利用物料比、温度、时间等条件系统地研究了所制备Ce掺杂Ba₅Ta₄O₁₅无机粉体的性能。本发明中制备的Ce掺杂Ba₅Ta₄O₁₅无机粉体比未掺杂的样品在漫反射，荧光，γ射线性能方面有明显变化。

2、本发明工艺简单，反应物均为基本的无机物，原料获得十分便利，产物的处理比较方便，可以通过放大进行工业化规模生产。

3、本发明在制备过程中所选用的试剂均为无毒性，较为环保。

4、相比固相反应的方法条件温和，在低温下即能控制产物合成，具有良好的重复性。

5、本发明的产物的尺寸在100-200nm，成分单一，不含杂质，此方法操作简单，成本低，条件温和，工序简单，易于生产化。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于伽马射线屏蔽的铈掺杂钽酸钡的制备方法流程图。

图2是本发明实施例提供的实施例1中的X射线粉末衍射(XRD)图谱。

图3是本发明实施例提供的实施例1中产物的扫描电子显微镜(SEM)图。

图4是本发明实施例提供的实施例1中产物的漫反射图。