一种介孔稀土磷酸盐荧光体及其制备方法

摘要

本发明公开了一种介孔稀土磷酸盐荧光体及其制备方法，属多功能稀土发光材料领域。即以有序孔道结构的介孔二氧化硅为硬模板剂的方法，往二氧化硅孔道中填入可溶性稀土盐/稀土发光体材料/浓磷酸/浓硝酸的均相溶液，通过直接挥发除去硝酸溶剂，从而将磷酸盐荧光体在孔道中沉淀，进一步通过高温焙烧处理，使得稀土磷酸盐荧光体在介孔孔道中固化，除去二氧化硅硬模板剂后得到稀土介孔磷酸盐荧光体。本发明的介孔稀土磷酸盐荧光体材料具有有序度高、孔径和介孔结构可调、比表面积和孔径、孔容大等特点，其比表面积为100～500m2/g，孔径为3～8nm，孔容为0.15～1.5cm3/g，可用作药物的新型吸附和包埋材料。

主权项

一种介孔稀土磷酸盐荧光体的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：(1)稀土磷酸盐荧光体均相溶液的配置将可溶性稀土盐基体以及稀土发光体材料Ln3+按照摩尔比为1∶0.001～0.1混合，加入到浓度为16mol.L‑1的浓硝酸中，进一步将此混合液加入到浓度为14mol.L‑1的浓磷酸中配成稀土磷酸盐荧光体均相溶液；其中可溶性稀土盐、稀土发光体材料Ln3+、浓度为14mol.L‑1浓磷酸与16mol.L‑1浓硝酸的摩尔比为1∶0.001～0.1∶0.5～3.5∶1.0～10.0；所述的可溶性稀土盐采用稀土硝酸盐或盐酸盐；其中稀土硝酸盐为硝酸钇、硝酸镧、硝酸铈、硝酸镨、硝酸钕、硝酸钐、硝酸铕、硝酸钆、硝酸铽、硝酸镝中的一种或几种混合物；其中稀土发光体材料Ln3+为硝酸铕Eu(NO3)3、硝酸铽Tb(NO3)3或硝酸铈Ce(NO3)3中的一种或几种的混合物；(2)、介孔二氧化硅硬模板剂的液态烷烃分散液的制备将介孔二氧化硅模板剂分散到液态烷烃中组成二氧化硅模板剂的烷烃分散液，介孔二氧化硅模板剂同液态烷烃的质量比为1∶15～100；介孔二氧化硅硬模板剂采用孔径为2～50nm的多孔二氧化硅材料为二维六角(P6m)的SBA‑15或三维立方结构(Ia3d)的KIT‑6； 其中液态烷烃为正丁烷，正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷或它们的混合物；(3)稀土磷酸盐荧光体/二氧化硅复合物的制备将步骤(1)获得的稀土磷酸盐荧光体均相溶液加入到步骤(2)所获得的介孔二氧化硅硬模板剂的液态烷烃分散液中，其中稀土磷酸盐荧光体均相溶液同介孔二氧化硅的质量比为1∶0.3～10，同时搅拌，控制搅拌转速为200～600r/min，直至溶剂完全挥发至干，即得稀土磷酸盐荧光体/二氧化硅复合物；(4)、稀土磷酸盐荧光体/二氧化硅复合物焙烧将步骤(3)得到的稀土磷酸盐荧光体/二氧化硅复合物在高温下焙烧，控制焙烧温度300～1300℃之间，焙烧时间在3～12h；(5)、移去二氧化硅硬模板剂；(a)、步骤(4)稀土磷酸盐荧光体/二氧化硅复合物焙烧反应结束后，自然冷却至室温；(b)、步骤(a)冷却至室温后，将焙烧后的稀土磷酸盐荧光体/二氧化硅复合物与浓度为0.5～4mol.L‑1的氢氧化钠溶液按单位为g/ml的质量体积比为1∶10～60.0进行混合，缓慢搅拌，控制温度在30～100℃之间，搅拌转速为200～600r/min，时间为20～120min，然后离心分离，弃去上层清液；或将焙烧后的稀土磷酸盐荧光体/二氧化硅复合物与浓度为1～10％的氢氟酸溶液按单位为g/ml的质量体积比为1∶10～60.0混合，控制搅拌转速为200～600r/min，搅拌时间为10～80min，然后离心分离，弃去上层清液；(c)、重复步骤(b)2～4次以除去二氧化硅硬模板剂，最后用去离子水继续洗涤直至滤液的pH呈现中性，所得的固体产物 即为介孔稀土磷酸盐荧光体。