[发明专利]一种花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙及其制备方法

说明书

本发明公开了一种花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙及其制备方法。所述材料包括如下步骤制备得到：S1.将原料硝酸钙、硝酸铝、铥源和镱源溶于水中配成混合溶液；S2.将混合溶液的pH值调节至7～8，发生化学共沉淀反应，分离得到沉淀；S3.将得到的沉淀干燥，然后在600～1100℃条件下煅烧8～10h；研磨后即可得到所述花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙。本发明所制备铥镱双掺杂七铝酸十二钙呈花状，厚度大约为10～25nm，是一种三维纳米材料，具有较大的比表面积，并且面与面的接触更为紧密。所制备的花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙在980nm激光激发下可以发射出蓝光和红光。

技术领域

本发明属于光学技术领域，更具体地，涉及一种花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙及其制备方法。

背景技术

新型基质材料-七铝酸十二钙（12CaO∙7Al₂O₃，C12A7）由于独特的笼状微结构成为当前研究热点之一。C12A7是一种宽带隙半导体氧化物材料（Eg6eV），具有稳定性、机械强度以及环境友好等优势。C12A7中每个单胞中含有12个笼子，单胞的化学式可表示为[Ca₂₄Al₂₈O₆₄]⁴⁺+2O^2-，每个笼子平均带电量为1/3（+4电荷/12笼子），C12A7整体呈现电中性。C12A7自身独特的微笼子使其晶格能够容纳大量的外来杂质，有利于通过离子掺杂来改变及优化材料的性能。而且C12A7材料在经过还原处理之后，能够由绝缘体变为半导体，甚至最后变为导体。C12A7还具有透明性，有望突破电学传导与光学透明相斥的关系，成为一种新型的透明导体，取代昂贵的氧化铟锡（ITO）应用于太阳能电池中。最近的研究成果表明，尺寸/形貌/相的控制将会影响材料合成和性能。因此，三维花状稀土离子掺杂C12A7将使该材料呈现更加独特的光、电及磁性能，具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙。本发明所述铥镱双掺杂七铝酸十二钙的微观形貌呈现三维纳米级花状，具有较大的比表面积，并且面与面的接触更为紧密；所述花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙将有效的将980nm波长光转换为上转换可见光。

本发明的另一目的在于提供所述花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙的制备方法

本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的：

一种花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙，包括如下步骤制备得到：

S1. 将原料硝酸钙、硝酸铝、铥源和镱源溶于水中配成混合溶液；

S2. 将混合溶液的pH值调节至7～8，发生化学共沉淀反应，分离得到沉淀；

S3. 将得到的沉淀干燥，然后在600～1100℃条件下煅烧8～10h；研磨后即可得到所述花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙；

其中步骤S1的混合溶液中，硝酸钙、硝酸铝、铥源和镱源的摩尔比为：450.6～459.8: 525.7～536.4:1～9.983:4.992～10，其中Ca与Al的摩尔比为12:14。

本发明通过在七铝酸十二钙中掺入特定含量的铥和镱，并在特定温度条件下煅烧，制备得到三维花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙，具有更大的比表面积，并且面与面的接触更为紧密。

优选地，步骤S1中的混合溶液中，硝酸钙、硝酸铝、铥源和镱源的摩尔比为：455.8:531.8:1.999:9.996。

优选地，步骤S1中的混合溶液在沉淀前先进行球磨，球磨时间为12～24h，转速为300rpm。

优选地，步骤S1中的混合溶液在沉淀前先进行球磨，球磨时间为12h。

优选地，步骤S1中所述铥源为硝酸铥或者醋酸铥；所述镱源为硝酸镱或者醋酸镱。