包覆有金属纳米粒子的钛酸盐荧光材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种包覆有金属纳米粒子的钛酸盐荧光材料，分子通式为A_1-x-yB_yTiO₃:xR@SiO₂@M_z，其中，A选自Ca、Sr、Ba和Mg元素中的一种或两种；B选自Li、Na和K元素中的一种；R选自Eu、Gd、Tb、Tm、Sm、Ce、Dy、Mn元素中的一种或两种；M选自Ag、Au、Pt、Pd及Cu纳米粒子中的一种；0＜x≤0.40；0≤y≤0.40；z为M与SiO₂的摩尔比，0＜z≤1×10^-2；@表示包覆，M为核，SiO₂为中间层壳，A_1-x-yB_yTiO₃:xR为外层壳。该包覆有金属纳米粒子的钛酸盐荧光材料通过引入金属纳米粒子形成核-壳结构，金属纳米粒子产生表面等离子体共振效应，提高了包覆有金属纳米粒子的钛酸盐荧光材料的内量子效率，发光强度较高。本发明还提供一种包覆有金属纳米粒子的钛酸盐荧光材料的制备方法。

主权项

一种包覆有金属纳米粒子的钛酸盐荧光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：制备含有金属纳米粒子M的溶胶，所述金属纳米粒子M选自Ag、Au、Pt、Pd及Cu纳米粒子中的一种；步骤二：将所述含有金属纳米粒子M的溶胶进行表面处理，然后加入无水乙醇和氨水，混匀后在搅拌下按金属纳米粒子M与SiO₂的摩尔比为z的比例加入正硅酸乙酯，反应后分离干燥得到SiO₂@M_z粉末，其中，0＜z≤1×10^‑2；步骤三：按分子通式A_1‑x‑yB_yTiO₃:xR@SiO₂@M_z的化学计量比混合A、B和R对应的盐溶液得到混合液，向所述混合液中加入无水乙醇，搅拌混合后，加入柠檬酸，然后滴加钛酸四丁酯，再加入聚乙二醇和所述SiO₂@M_z粉末，调节pH为1～5，搅拌反应得到分子通式为A_1‑x‑yB_yTiO₃:xR@SiO₂@M_z的溶胶，其中，A选自Ca、Sr、Ba和Mg元素中的一种或两种，B选自Li、Na和K元素中的一种，R选自Eu、Gd、Tb、Tm、Sm、Ce、Dy和Mn元素中的一种或两种，0＜x≤0.40，0≤y≤0.40，0＜z≤1×10^‑2；步骤四：将所述分子通式为A_1‑x‑yB_yTiO₃:xR@SiO₂@M_z的溶胶干燥后进行研磨，然后在300～600℃下煅烧，取出研磨后，再于空气气氛或还原气氛下于700～1500℃煅烧，冷却至室温得到分子通式为A_1‑x‑yB_yTiO₃:xR@SiO₂@M_z的包覆有金属纳米粒子的钛酸盐荧光材料。