[发明专利]一种稀土基光吸收材料、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种稀土基光吸收材料、制备方法及应用。吸光材料为掺杂镧元素的氧化铈材料，吸收可见光中的蓝光和紫外光，吸收阈值为490nm。其制备方法操作简单，易行、成本低，可大量进行生产。本发明提供的稀土基光吸收材料，吸收200‑490nm的电磁波，该粉体材料能够有效吸收可见光中的蓝光和紫外光，可作为蓝光或紫外光的吸收剂用于涂料，护肤品，屏幕以及玻璃等产品制造领域。

技术领域

本发明涉及一种稀土基光吸收材料的制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

可见光的电磁波波长为200nm-800nm之间，其中紫外光在可见光中的波长范围为200nm-350nm，紫色光的波长范围为350nm-455nm，蓝光的波长范围在455nm-492nm。紫外光对人体皮肤的危害较大，能够诱发多种皮肤疾病，因此，许多护肤产品中都需要添加隔紫外剂；此外，由于紫外光能够诱导有机涂料中的碳碳双键或碳氧键等官能团降解，因此，大部分的有机涂料中也需要隔绝紫外剂的添加。紫光和蓝光是可见光中对人眼伤害较大的一部分电磁波，目前的电视屏幕，手机屏幕以及车用挡风玻璃贴膜中都需要添加隔绝蓝光和紫光的材料。

当前工业生产上常用的氧化铈制备工艺是酸碱中和法和草酸沉淀法等。首先，氯化铈溶液与碳酸盐或草酸分别生成碳酸铈沉淀或草酸铈沉淀；第二步是采用抽滤的方式将沉淀与水相分离，生成沉淀物前驱体；第三步是将沉淀进行高温烧结，烧结温度一般为800℃-900℃之间，生成氧化铈。

工业上生产的大宗氧化铈产品外观颜色为粉白色，氧化铈的禁带宽度大约为3.2-3.4eV，紫外-可见光吸收图谱，CeO₂的电磁波吸收阈值为388nm左右，当存在三价铈掺杂的情况下，氧化铈的吸光阈值为450nm左右，因此能够吸收一部分蓝光。此外，受制于纯度、结晶度和制备工艺的影响，氧化铈的吸收阈值会出现红移或蓝移的趋势。但如何获得稳定红移的材料，还未见到。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种稀土基光吸收材料，其表达式为(La_0.05-0.15Ce_0.85-0.95)_xO_y，可吸收200-490nm范围的电磁波，能够有效吸收可见光中的蓝光和紫外光，可作为蓝光或紫外光的吸收剂使用。本发明还提供该稀土基光吸收材料的制备方法，操作简单。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种稀土基光吸收材料，所述光吸材料为掺杂镧元素的氧化铈材料。

本发明中所指的稀土基光吸收材料是指以稀土氧化物为基材的光吸收材料。

如上所述的稀土基光吸收材料，其所述光吸材料吸收可见光中的蓝光和紫外光，吸收阈值为490nm。

如上所述的稀土基光吸收材料，其所述的镧元素是以固溶的方式进入所述氧化铈的晶格中。

本发明还提供了一种稀土基光吸收材料的制备方法，其制备方法包括如下步骤：

S1、配置氯化铈和氯化镧的氯化稀土溶液；

S2、向所述氯化稀土溶液中添加饱和草酸溶液，获得沉淀，其中，所述沉淀过程中的温度保持在20℃～40℃之间，之后进行抽滤；

S3、将所述抽滤后的得到的草酸稀土沉淀物进行高温烧结，获得掺镧元素的氧化铈粉体。

如上所述的制备方法，优选地，在步骤S1中，所述氯化稀土溶液中镧、铈元素的质量比为1～3:17～19。

如上所述的制备方法，优选地，在步骤S1中，所述氯化稀土溶液可由碳酸镧和碳酸铈溶解于的浓盐酸中制备获得。