一種基質敏化的Ｓｍ３＋摻雜ＴｉＯ２紅色發光材料的制備，涉及納米熒光材料。本發明專利技術制備的Ｓｍ３＋離子摻雜ＴｉＯ２納米晶的組分為：ｘＳｍ３＋－（１－ｘ）ＴｉＯ２（ｘ＝０．５－６ｍｏｌ％）。用熒光光譜儀測樣品的發光，通過選擇激發ＴｉＯ２帶隙，可以使能量從ＴｉＯ２傳遞到Ｓｍ３＋上能級從而實現Ｓｍ３＋離子在６１３．０ｎｍ處的強紅色發光。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及納米熒光材料，尤其是涉及一種Sr^+摻雜二氧化鈦納米晶紅色 發光材料。
技術介紹
稀土離子是一類良好的發光中心，具有發光譜線窄，發光壽命長等優點， 在光電子器件、液晶顯示器、生物熒光標記等方面得到廣闊的應用，受到國內 外學者的普遍關注。但由于稀土離子自身f一f^間電子的躍遷是對稱性禁阻的， 直接激發稀土離子的效率很低，因而，通過各種方式對稀土離子進行敏化是提 高稀土離子發光效率的有效途徑。Ti02是一種寬禁帶半導體，它具有高的化學熱 穩定性，高折射率以及在可見光透光率好等優點，是一種良好的發光基質。目 前，國內外對稀土摻雜二氧化鈦進行了廣泛的研究,以期能夠實現Ti02對稀土離 子的敏化發光，從而得到一種高效的發光材料。各研究表明，通過合理控制合 同條件，可以實現二氧化鈦納米晶到稀土離子的能量傳遞。但由于離子半徑大 的三價稀土離子很難以替代Ti離子的形式摻雜進入Ti02中，因而國內外大多數得 到的只是稀土離子在Ti02表面的弱發光，極大限制了這類材料的實際應用。三價 釤離子Sm^是一種重要的紅色發光材料的激活離子。實現Sm"離子在Ti02納米 晶中的有效慘雜，實現從Ti02到Sn^高效的能量傳遞，有望得到一種高效的紅色 熒光材料。
技術實現思路
本專利技術提出通過Ti02納米晶基質的敏化作用實現Sr^+高效紅色發光。 本專利技術制備的Ti02納米晶的組分為xSm3+—(l-x)Ti02 (其中x=0.5-6mol %)。本專利技術采用如下制備工藝室溫下，將醋酸釤(Sm(CH300)3'6H20)、蒸餾 水和無水乙醇在燒杯中混和均勻，得到透明溶液A，在另一燒杯中加入鈦酸四 正丁酯、無水乙醇，混和均勻得到透明溶液B，將溶液A和溶液B混合均勻得 到透明溶液C，攪拌溶液C直至出現白色沉淀，然后將C轉移到高壓釜中，在 低于15(TC下保溫，使其充分沉淀。X射線粉末衍射實驗表明制備出來的Sm: Ti02納米晶是純的鈦銳礦結構。 掃描電鏡和透射電鏡表明得到的是由小顆粒納米晶組成的lum左右的球狀多晶 聚集體。通過選擇在Ti02的帶隙進行激發，能得到強的、尖銳的SmS+離子紅色 發光。表明此專利技術得到的Sm:Ti02納米材料是一種優良的紅色納米熒光材料。本專利技術材料制備工藝簡單、成本低，可以進行批量生產。本專利技術與目前國 內外制備的Sm: Ti02納米晶相比，Sr^+離子可以有效地摻雜到Ti02納米晶中 Ti的格點位置，而且實現了從Ti02到Sm"離子的高效能量傳遞，是一種優良的 新型紅色發光材料。附圖說明圖1:摻Sm3+ 2mol% Ti02 50CTC煅燒2小時后的XRD圖2: (a)摻SmS+2molX的TiO2 50(TC煅燒2小時后的常溫激發和發射譜，(b)樣品的低溫(10K)發射譜，從上到下選擇的激發波長分別為332nrn，416.2nm;圖3:從Ti02納米晶到Sn^離子的能量傳遞機理示意圖。具體實施例方式實例h將0.013g醋酸釤(Sm (CH3COO) 3.6H2C>)、 0.4ml蒸餾水和40ml 無水乙醇加入燒杯中，攪拌混和均勻，得到透明溶液A。在另一燒杯中加入40ml 無水乙醇和2ml鈦酸四正丁酯，攪拌得到透明溶液B。攪拌10分鐘后，在攪拌下將溶液A逐滴加入到溶液B中，得到透明溶液C,將C溶液繼續攪拌3小時得到渾濁液。將此渾濁液加入到40ml高壓釜中，在120'C保溫5小時，冷卻到室溫后將所得的沉淀離心分離，用無水乙醇洗滌三遍，然后在6(TC干燥12小時，得到非晶Ti02。非晶Ti02在50(TC灼燒2小時后得到鈦銳礦結構Sm3+(2mol%):Ti02納米晶，粒徑在8—20nm。用熒光光譜儀測樣品的發光，通過選擇在激發Ti02帶隙(332nm)，可以得到Sm"離子在613nm處的紅色強發光。實例2:將0.026g醋酸釤(Sm (CH3COO) 3-6H20)、 0.4ml蒸餾水和40ml無水乙醇加入燒杯中，攪拌混和均勻，得到透明溶液A。在另一燒杯中加入40ml無水乙醇和2ml鈦酸四正丁酯，攪拌得到透明溶液B。攪拌10分鐘后，在攪拌下將溶液A逐滴加入到溶液B中，得到透明溶液C，將C溶液繼續攪拌3小時得到渾濁液。將此渾濁液加入到40nil高壓釜中，在12(TC保溫5小時，冷卻到室溫后將所得的沉淀離心分離，用無水乙醇洗滌三遍，然后在6CTC干燥12小時，得到非晶Ti02。非晶Ti02在50(TC灼燒2小時后得到鈦銳礦結構Sm^2mol。/。):Ti02納米晶，粒徑在8—20nm。用熒光光譜儀測樣品的發光，通過選擇在激發Ti02帶隙(332nm)，可以得到SmS+離子在613nm處的紅色強發光。實例3:將0.039g醋酸釤(Sm (CH3COO) 3,6H20)、 0.4ml蒸餾水和40ml無水乙醇加入燒杯中，攪拌混和均勻，得到透明溶液A。在另一燒杯中加入40ml無水乙醇和2ml鈦酸四正丁酯，攪拌得到透明溶液B。攪拌10分鐘后，在攪拌下將溶液A逐滴加入到溶液B中，得到透明溶液C，將C溶液繼續攪拌3小時得到渾濁液。將此渾濁液加入到40ml高壓釜中，在12(TC保溫5小時，冷卻到室溫后將所得的沉淀離心分離，用無水乙醇洗滌三遍，然后在6CTC干燥12小時,得到非晶Ti02。非晶Ti02在500。C灼燒2小時后得到鈦銳礦結構Sr^+(2mol。/。):Ti02納米晶，粒徑在8—20nm。用熒光光譜儀測樣品的發光，通過選擇在激發Ti02帶隙G32nm)，可以得到Sm"離子在613nm處的紅色強發光。實例4:將0.052g醋酸釤(Sm (CH3COO) 3'6H20)、 0.4ml蒸餾水和40ml無水乙醇加入燒杯中，攪拌混和均勻，得到透明溶液A。在另一燒杯中加入40ml無水乙醇和2ml鈦酸四正丁酯，攪拌得到透明溶液B。攪拌10分鐘后，在攪拌下將溶液A逐滴加入到溶液B中，得到透明溶液C，將C溶液繼續攪拌3小時得到渾濁液。將此渾濁液加入到40ml高壓釜中，在120'C保溫5小時，冷卻到室溫后將所得的沉淀離心分離，用無水乙醇洗滌三遍，然后在6(TC干燥12小時，得到非晶Ti02。非晶Ti02在50(TC灼燒2小時后得到鈦銳礦結構Sm,2mol。/。):Ti02納米晶，粒徑在8—20nm。用熒光光譜儀測樣品的發光，通過選擇在激發Ti02帶隙(332nm),可以得到Sm"離子在613nm處的紅色強發光。實例5:將0.079g醋酸釤(Sm (CH3COO) 3'6H20)、 0.4ml蒸餾水和40ml無水乙醇加入燒杯中，攪拌混和均勻，得到透明溶液A。在另一燒杯中加入40ml無水乙醇和2ml鈦酸四正丁酯，攪拌得到透明溶液B。攪拌10分鐘后，在攪拌下將溶液A逐滴加入到溶液B中，得到透明溶液C，將C溶液繼續攪拌3小時得到渾濁液。將此渾濁液加入到40ml高壓釜中，在12(TC保溫5小時，冷卻到室溫后將所得的沉淀離心分離，用無水乙醇洗滌三遍，然后在6CTC干燥12小時，得到非晶Ti02。非晶Ti02在50(TC灼燒2小時后得到鈦銳礦結構Sm"(2mol。/。):Ti02納米晶，粒徑在8—20nm。用熒光光譜儀測樣品的發光，通過選擇在激發Ti02帶隙(332nm),可以得到Sm"離子在613nm處的紅色強發光。實例6:將0.1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
二氧化鈦納米晶基質敏化紅色發光材料，其特征在于：該發光材料的組分為ｘＳｍ↑［３＋］－（１－ｘ）ＴｉＯ↓［２］（其中ｘ＝０．５－６ｍｏｌ％）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳學元，羅文欽，李仁富，劉永升，
申請(專利權)人：中國科學院福建物質結構研究所，
類型：發明
國別省市：35[中國|福建]
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