專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種核殼結(jié)構(gòu)的熒光納米材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種含磷酸鈰的發(fā)光材料及其制備方法，特別涉及一種用于制備高性能器件如傳感器、催化劑、耐熱材料的含磷酸鈰的納米結(jié)構(gòu)發(fā)光材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：納米材料以其獨(dú)特的化學(xué)和物理性能引起了人們極大的關(guān)注，尤其是一維納米材料(如納米棒、納米管、納米線和納米帶等)因具有特殊的尺寸效應(yīng)(如大的長(zhǎng)徑比等)而顯示出優(yōu)越的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)及力學(xué)等性能。特別是一維納米稀土化合物由于其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和躍遷模式而呈現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)性能，已在光電子納米器件以及生物熒光標(biāo)記等方面得到應(yīng)用。由于稀土正磷酸鹽在真空紫外光的激發(fā)下具有很高的發(fā)光效率，且其合成溫度較低，色坐標(biāo)值高，因此，對(duì)稀土磷酸鹽熒光材料的研究引起人們極大的興趣。磷酸鈰在高性能光電器件，傳感器，催化劑、耐熱材料和其它功能材料方面有著廣泛的應(yīng)用(H.Maas，A.Currao，G.Calzaferri，Encapsulatedlanthanidesasluminescentmaterials,Angew.Chem.，Int.Ed.2002，41，2495-2497.C.Feldmann，T.Jiistel，C.R.Ronda，P.J.Schmidt,InorganicUiminescentMaterials:100YearsofResearchandApplication,Adv.Funct.Mater.2003，13，511.)。磷酸鈰可以發(fā)射高效率綠色熒光，常用做熒光燈材料。磷酸鈰有單斜和六方結(jié)構(gòu)兩種物相。鈰鹽和磷酸鹽生成磷酸鈰的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，成核生長(zhǎng)迅速。一般所得磷酸鈰的熒光性能比較差，往往通過(guò)添加其它稀土金屬元素例如鑭來(lái)提高它的熒光性能。為了提高磷酸鈰的熒光效率，一般采用在磷酸鈰表面包覆磷酸鑭形成核殼結(jié)構(gòu)，以減少磷酸鈰晶體缺陷，從而提高其熒光效率。到目前為止，現(xiàn)有技術(shù)都是利用六方結(jié)構(gòu)的磷酸鈰添加鑭來(lái)提高它的熒光性能，所得產(chǎn)物的熒光效率較低。為了提高磷酸鈰的熒光效率，通常采用在磷酸鈰表面包覆磷酸鑭形成核殼結(jié)構(gòu)來(lái)減少晶體缺陷，從而提高它的熒光效率?，F(xiàn)有的研究公開(kāi)了零維納米結(jié)構(gòu)和一維納米結(jié)構(gòu)的磷酸鈰@磷酸鑭核殼結(jié)構(gòu)，形成的核殼結(jié)構(gòu)雖然可以大幅度提高磷酸鈰的熒光效率。但是，這樣的磷酸鈰@磷酸鑭核殼結(jié)構(gòu)還存在著以下問(wèn)題。例如，WenboBu等人研究制備的磷酸鈰/磷酸鑭一維納米棒主要是首先制備六方結(jié)構(gòu)的磷酸鈰，其中制備六方結(jié)構(gòu)的磷酸鈰的過(guò)程中利用HC1調(diào)節(jié)溶液的pH值，使pH值小于1，再加入聚丙二醇與環(huán)氧乙烷的加聚物，制備磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的過(guò)程中需要使用甲醇等有機(jī)溶劑，制備的工藝繁雜，而且需要加入大量的鹽酸和有機(jī)溶液并且使用量大，對(duì)環(huán)境造成污染(參見(jiàn)WenboBuel，EpitaxialSynthesisofUniformCeriumPhosphateOne—DimensionalNanocableHeterostructureswithImprovedLuminescence.J.Phys.Chem.B.2005，109，14461-14464.)。又如，K.K6mpe等人制備的CeP04:Tb/LaP04納米棒以CeCl37H20、TbCl36H20和磷酸鹽為原料，在甲醇、磷酸三丁酯、二苯醚、二己基醚等有機(jī)溶劑中先合成制備成CeP04:Tb納米核，然后加入含有磷酸三丁酯的LaCl37H20的甲醇溶液后，加熱合成制備達(dá)到CeP(^Tb/LaP04納米棒。該制備方法工藝步驟繁雜，工藝條件控制困難，而且制備過(guò)程中加入大量的有機(jī)溶劑，容易對(duì)環(huán)境造成污染(參見(jiàn)K.K6mpeel.Green-emittingCeP04:Tb/LaP04core—shellnanoparticleswith70%photoluminescencequantumyield.Angew.Chem.Int.Ed.2003，42，5513—5516)。另外，Yue-PingFang等人制備的CeP04:Tb/LaP04納米棒以Ce(N03)3、Tb(N03)3和NH4H2P04為原料，采用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值，在15(TC下隔絕氧氣反應(yīng)生成六方結(jié)構(gòu)的CeP04:Tb，然后在CeP04:Tb溶液中加入La(N03)3和NH4H2P04，以CeP04:Tb為核生成CeP04:Tb/LaP04核殼結(jié)構(gòu)的納米棒。該研究方法不僅制備工藝復(fù)雜，需要采用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值而且還需要隔絕空氣防止氧化，制備工藝條件控制困難，產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性差，不禾U于工業(yè)化推廣應(yīng)用(參見(jiàn)Y.P.Fangel，HighlyImprovedGreenPhotoluminescencefromCeP04:Tb/LaP04Core/She11Na麗ires，Small,2005，1，967-971)。YoujinZhang等人采用不同的制備條件以CeCl3*7H20和Na3P0412H20為原料，在pH值小于1的條件下，于10(TC、20(TC分別合成了六方結(jié)構(gòu)和單斜結(jié)構(gòu)的CeP(V該研究方法在合成過(guò)程中液需要采用鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH值(參見(jiàn)YoujinZhangel，HydrothermalsynthesisandcharacterizationofhexagonalandmonoclinicCeP04single_crystalnanowires，JournalofCrystalGrowth.2003，256，156-161)。楊麗格等人利用水熱法成功地合成了不同晶型結(jié)構(gòu)和形狀的CeP04納米發(fā)光材料。將Ce(N03)3與Na2HP04溶液混合，攪拌均勻后，分別用H3P04調(diào)節(jié)pH=1和Na0H調(diào)節(jié)pH=12。將混合溶液通^氣除氧后轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中，使反應(yīng)釜的填充率控制為80%，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度至10(TC、20(TC，制備CeP04納米發(fā)光材料。研究表明，在酸性溶液中(pH=1)制備的CeP04呈現(xiàn)納米棒狀并具有很好的結(jié)晶度，而在堿性溶液中(pH=12)制備的樣品則為球狀的納米顆粒，結(jié)晶度較低。CeP04納米材料的晶型結(jié)構(gòu)也受制備溫度的影響，在溶液pH=!時(shí)，12(TC下制備的樣品具有六方晶型；隨著反應(yīng)溫度的升高，逐漸有單斜晶型的產(chǎn)物生成，當(dāng)溫度達(dá)20(TC時(shí)，制備的樣品為純單斜晶型。該制備方法需要調(diào)節(jié)溶液的pH值，同時(shí)還需要通入N2氣除氧，制備工藝復(fù)雜，工藝條件要求嚴(yán)格(參見(jiàn)楊麗格，周泊，陸天虹，蔡稱(chēng)心.不同晶型磷酸鈰納米材料的水熱法合成及熒光性能，應(yīng)用化學(xué)，2008，6(25):697-701)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種具有高熒光性能的核殼結(jié)構(gòu)熒光納米材料及其制備方法。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品得率高，且產(chǎn)品的熒光效率高。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種熒光納米材料的制備方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟a)使鈰鹽與磷酸鹽進(jìn)行反應(yīng)，制得單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰；b)使鑭鹽和磷酸鹽在磷酸鈰的膠體溶液中反應(yīng)，制得磷酸鈰/磷酸鑭納米材料。其中，鈰鹽為水溶性鈰鹽；磷酸鹽為水溶性磷酸鹽；鑭鹽為水溶性鑭鹽。特別是，水溶性鈰鹽選自Ce(N03)3、CeCl3、Ce(S04)2、CeF3、Ce(Ac)3、Ce2(C03)3、Ce(NH4)2(N03)6、Ce(S04)22(NH4)2S042H20中的一種或多種；水溶性磷酸鹽選自NaH2P04、Na2HP04、Na3P04、KH2P04、K2HP04、K3P04、(NH4)3P04中的一種或多種；水溶性鑭鹽選自La(N03)3、LaCl3、La(Ac)3、La2(C03)3、La(OH)3中的一種或多種。4其中，步驟a)包括如下順序進(jìn)行的步驟1)將鈰鹽和磷酸鹽加入到裝有水的反應(yīng)釜中，攪拌均勻，分散成懸浮液；2)將反應(yīng)釜密封后放入烘箱中，加熱，使懸浮液反應(yīng)制得單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰。特別是，步驟l)中所述的鈰鹽與磷酸鹽的摩爾配比為1:l-2，優(yōu)選為l:1-1。步驟2)中所述反應(yīng)溫度為180-23(TC，反應(yīng)時(shí)間為3-72小時(shí)，優(yōu)選為12-72h，進(jìn)一步優(yōu)選為24-72小時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)的懸浮液的體積為反應(yīng)釜總體積的50-80%。其中，步驟b)包括如下順序進(jìn)行的步驟3)向裝有磷酸鈰膠體溶液的反應(yīng)釜中加入鑭鹽和磷酸鹽，攪拌均勻，分散成懸浮液；4)將反應(yīng)釜密封后放入烘箱中，加熱，使懸浮液反應(yīng)制得磷酸鈰/磷酸鑭核殼結(jié)構(gòu)的熒光納米材料。特別是，磷酸鈰膠體溶液是由步驟a)制備的磷酸鈰加水?dāng)嚢杈鶆蛑频?。其中，步驟3)中所述的鑭鹽與磷酸鹽的摩爾配比為1:l-2，優(yōu)選為l:1-1。特別是，步驟3)中鑭鹽與磷酸鈰的摩爾配比為O.1-5:1。其中，步驟4)中所述反應(yīng)溫度為100-200°C，反應(yīng)時(shí)間為3-72小時(shí)，優(yōu)選為12-72h，進(jìn)一步優(yōu)選為24-72小時(shí)；反應(yīng)釜內(nèi)的懸浮液的體積為反應(yīng)釜總體積的50-80%。特別是，步驟4)中以磷酸鈰為核反應(yīng)生成磷酸鑭/磷酸鈰核殼結(jié)構(gòu)的納米材料。其中，還包括將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離、洗滌和干燥，即得具有高熒光性能的磷酸鈰/磷酸鑭核殼納米材料微粉。特別是，所述的分離采用離心分離、過(guò)濾或靜置沉淀；采用無(wú)水乙醇和水進(jìn)行所述的洗滌。本發(fā)明另一方面提供一種按照上述方法制備而成的核殼結(jié)構(gòu)的熒光納米材料。本發(fā)明以水為溶劑，控制反應(yīng)加熱溫度^12(TC的條件下制得單斜結(jié)構(gòu)的CeP04納米棒；再以單斜結(jié)構(gòu)的CeP04納米棒為結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)模板，加入水溶性鑭鹽，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，在單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰納米棒作用下，以其為結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)模板，磷酸鑭由于具有和磷酸鈰相似的晶體結(jié)構(gòu)，與磷酸鈰形成尺寸均勻、結(jié)合致密的一維納米結(jié)構(gòu)。磷酸鈰起到了促進(jìn)磷酸鑭成核與生長(zhǎng)的作用，從而達(dá)到控制磷酸鈰/磷酸鑭形態(tài)的目的。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)如下1、本發(fā)明方法制備的核殼結(jié)構(gòu)的磷酸鈰/磷酸鑭熒光納米材料具有高熒光性能，熒光強(qiáng)度達(dá)到110000-200000a.u，熒光強(qiáng)度達(dá)到單斜結(jié)構(gòu)磷酸鈰的2_4倍。2、本發(fā)明方法制備的產(chǎn)品磷酸鈰/磷酸鑭納米材料的結(jié)晶好、粒徑均勻，棒的寬度為1525納米，長(zhǎng)度為0.42微米，形態(tài)單一，分散性好，在光學(xué)性能上具有潛在的優(yōu)勢(shì)。3、本發(fā)明方法采用水為溶劑進(jìn)行合成，反應(yīng)過(guò)程中不需另外加入其它表面活性劑和其他對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的有機(jī)溶劑，也不需要通入惰性氣體進(jìn)行除氧，更不需要調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值，大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程，降低了成本。4、本發(fā)明制備方法的工藝簡(jiǎn)單，操作方便，工藝條件容易控制，不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備，降低了生產(chǎn)成本，利于工業(yè)化推廣。圖1為本發(fā)明磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的制備工藝流程圖。5圖2為本發(fā)明實(shí)施例1磷酸鈰、磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的X射線衍射譜圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例1單斜結(jié)構(gòu)磷酸鈰納米棒透射電鏡照片。圖4為本發(fā)明實(shí)施例1單斜結(jié)構(gòu)磷酸鈰納米棒的能譜圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例1磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的透射電鏡照片。圖6為本發(fā)明實(shí)施例1磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的能譜圖。圖7本發(fā)明實(shí)施例1磷酸鈰、磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光光譜圖。圖8本發(fā)明實(shí)施例2磷酸鈰、磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光光譜圖。圖9本發(fā)明實(shí)施例3磷酸鈰、磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光光譜圖。圖10本發(fā)明對(duì)照例1磷酸鈰的X射線衍射譜圖。圖11本發(fā)明對(duì)照例1-3磷酸鈰、磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光光譜圖。具體實(shí)施例方式用下列非限定性實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式及效果實(shí)施例1.1、單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰的制備按照如下步驟制備單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰1)將0.434gCe(N03)36H20和0.156gNaH2P042H20加入到15mL蒸餾水中，攪拌均勻，將得到的懸浮液A全部轉(zhuǎn)入到20ml耐壓反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)釜；2)將反應(yīng)釜放入烘箱中加熱至200°C，保溫反應(yīng)24h后，冷卻至20°C，制得本發(fā)明的單斜結(jié)構(gòu)的CeP04懸浮液。采用X-射線衍射法檢測(cè)制備得到的磷酸鈰，性能指標(biāo)測(cè)定結(jié)果如表1所示。采用Fluorolog-3熒光光譜儀(JOBINYV0N)儀器在激發(fā)波長(zhǎng)為280nm下檢測(cè)磷酸鈰的熒光強(qiáng)度，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。圖2中的(a)為磷酸鈰納米棒的X-射線衍射譜圖，其X-射線衍射譜圖與標(biāo)準(zhǔn)的單斜結(jié)構(gòu)磷酸鈰x-射線衍射譜圖完全相同，譜圖中的每個(gè)衍射峰均能指標(biāo)為具有單斜結(jié)構(gòu)的單相磷酸鈰，與標(biāo)準(zhǔn)JCPDS卡片(No.32-0199)完全吻合。在衍射圖譜中未見(jiàn)有其他雜質(zhì)峰，說(shuō)明產(chǎn)物的純度較高。圖3為制備的磷酸鈰納米棒的透射電子顯微鏡照片，可清楚的看出棒狀結(jié)構(gòu)，說(shuō)明產(chǎn)物為磷酸鈰納米棒。圖4為磷酸鈰的能譜圖，可以清晰的看出Ce、P、0的特征峰，說(shuō)明所得到的產(chǎn)物為磷酸鈰納米棒。2、磷酸鑭/磷酸鈰納米棒的制備按照如下步驟制備磷酸鑭/磷酸鈰納米棒1)將上述制備的單斜結(jié)構(gòu)CeP04懸浮液的1/2取出，加入蒸餾水?dāng)嚢杈鶆?，配置?0ml的CeP04膠體溶液；2)將0.162gLa(N03)3和0.078gNaH2P042H20加入到30mL磷酸鈰膠體溶液中，攪拌，得到懸浮液B，并將懸浮液B全部轉(zhuǎn)入40ml耐壓反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)釜；3)將反應(yīng)釜放入烘箱中加熱至100°C，保溫反應(yīng)24h;4)反應(yīng)釜冷卻至2(TC后，采用離心法進(jìn)行產(chǎn)物分離，得到的沉淀依次用無(wú)水乙醇和蒸餾水分別洗滌2次，然后于6(TC下進(jìn)行真空干燥8h，制得本發(fā)明的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒。采用Fluorolog-3熒光光譜儀(J0BINYV0N)儀器在激發(fā)波長(zhǎng)為280nm下檢測(cè)磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度，檢測(cè)結(jié)果如表2所示圖2中的(b)為制備的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的X射線衍射譜圖，譜圖中未發(fā)現(xiàn)任何雜質(zhì)的衍射峰。圖5為制備的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的透射電子顯微鏡照片，可清楚的看出棒狀結(jié)構(gòu)，說(shuō)明產(chǎn)物為磷酸鈰/磷酸鑭納米棒。與單斜結(jié)構(gòu)磷酸鈰納米棒相比，棒的尺寸增加。圖6為磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的能譜圖，可以清晰的看出Ce、La、P、0的特征峰，說(shuō)明所得到的產(chǎn)物為磷酸鈰/磷酸鑭納米棒。圖7中的(a)和(b)分別為磷酸鈰納米棒和磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光光譜圖，由圖可知與單斜結(jié)構(gòu)磷酸鈰納米棒相比，磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度大大提高，其中磷酸鈰的熒光強(qiáng)度為56900a.u，而磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度為200000a.u，約為磷酸鈰納米棒的3.5倍，表明所得的磷酸鈰/磷酸鑭核殼結(jié)構(gòu)納米棒具有高強(qiáng)度的熒光性能。實(shí)施例2.1、制備單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰液過(guò)程中，除了反應(yīng)物為0.372gCeC1^7H20和0.358gNa2HP04121120，反應(yīng)溫度為23(TC，反應(yīng)時(shí)間為12h之外，其余與實(shí)施例1相同；制備的磷酸鈰納米棒的X-射線衍射檢測(cè)結(jié)果如表1所示，X-射線衍射譜圖與標(biāo)準(zhǔn)JCPDS卡片(No.32-0199)完全吻合；熒光強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果如表2所示。圖8中的(a)為磷酸鈰納米棒的熒光光譜圖。2、制備磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的過(guò)程中，除了反應(yīng)物為0.185gLaCl3*7H2(^P0.179gNa2HP04121120，反應(yīng)溫度為16(TC，反應(yīng)時(shí)間為60h之外，其余與實(shí)施例1相同。制備的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度如表2所示。圖8中的(b)為磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光光譜圖。圖8中(a)、(b)的熒光譜圖顯示磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度大大提高，其中磷酸鈰的熒光強(qiáng)度為57000a.u，而磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度為110000a.u，為磷酸鈰納米棒的1.93倍，表明所得的磷酸鈰/磷酸鑭核殼結(jié)構(gòu)納米棒具有高強(qiáng)度的熒光性能。實(shí)施例3.1、制備單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰懸浮液過(guò)程中，除了反應(yīng)物為0.372gCeCl7H203和0.380gNa3P04121120，反應(yīng)溫度為18(TC，反應(yīng)時(shí)間為72h之外，與實(shí)施例1相同；制備的磷酸鈰納米棒的X-射線衍射檢測(cè)結(jié)果如表1所示，X-射線衍射譜圖與標(biāo)準(zhǔn)JCPDS卡片(No.32-0199)完全吻合；熒光強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果如表2所示。圖9中的(a)為磷酸鈰納米棒的熒光光譜圖。2、制備磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的過(guò)程中，除了反應(yīng)物為0.158gLa(Ac)3和0.190gNa3P04121120，反應(yīng)溫度為20(TC，反應(yīng)時(shí)間為12h之外，其余與實(shí)施例1相同。制備的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度如表2所示。圖9中的(b)為磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光光譜圖。7圖9中(a)、(b)的熒光譜圖顯示磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度大大提高，其中磷酸鈰的熒光強(qiáng)度為57000a.u，而磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度為169000a.u，約為磷酸鈰納米棒的3倍，表明所得的磷酸鈰/磷酸鑭核殼結(jié)構(gòu)納米棒具有高強(qiáng)度的熒光性能。對(duì)照例1.1、制備六方結(jié)構(gòu)的磷酸鈰按照如下步驟制備單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰1)將0.434gCe(N03)36H20和0.156gNaH2P042H20加入到15mL蒸餾水中，攪拌均勻，將得到的懸浮液A全部轉(zhuǎn)入到20ml耐壓反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)釜；2)將反應(yīng)釜放入烘箱中加熱至100°C，保溫反應(yīng)24h后，冷卻至20°C，制得六方結(jié)構(gòu)的CeP(^懸浮液。采用X-射線衍射法檢測(cè)制備得到的磷酸鈰，性能指標(biāo)測(cè)定結(jié)果如表1所示。采用Fluorolog-3熒光光譜儀(JOBINYVON)儀器檢測(cè)磷酸鈰的熒光強(qiáng)度，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。圖10為磷酸鈰納米棒的X-射線衍射譜圖，其X-射線衍射譜圖與標(biāo)準(zhǔn)的六方結(jié)構(gòu)磷酸鈰x-射線衍射譜圖完全相同，譜圖中的每個(gè)衍射峰均能指標(biāo)為具有六方結(jié)構(gòu)的單相磷酸鈰，與標(biāo)準(zhǔn)JCPDS卡片(No.34-1380)完全吻合。圖11中的(a)為制備的六方結(jié)構(gòu)的磷酸鈰的熒光譜圖。采用X-射線衍射法檢測(cè)制備得到的CeP04性能指標(biāo)，測(cè)定結(jié)果如表1。表1單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰的X-射線衍射法檢測(cè)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>2、制備磷酸鑭/磷酸鈰納米棒按照如下步驟制備磷酸鑭/磷酸鈰納米棒1)將制備的六方結(jié)構(gòu)CeP04懸浮液的1/2取出，加入蒸餾水?dāng)嚢杈鶆?，配置?0ml的CeP04膠體溶液；2)將0.162gLa(N03)3和0.078gNaH2P042H20加入到30mL磷酸鈰膠體溶液中，攪拌，得到懸浮液C，并將懸浮液C全部轉(zhuǎn)入40ml耐壓反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)釜；3)將反應(yīng)釜放入烘箱中加熱至100°C，保溫反應(yīng)24h;4)反應(yīng)釜冷卻至2(TC后，采用離心法進(jìn)行產(chǎn)物分離，得到的沉淀依次用無(wú)水乙醇和蒸餾水分別洗滌2次，然后于6(TC下進(jìn)行真空干燥8h，制得本發(fā)明的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒。采用Fluorolog-3熒光光譜儀(J0BINYV0N)儀器檢測(cè)磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度，檢測(cè)結(jié)果如表2所示圖11中的(b)為本對(duì)照例制備的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光譜圖。對(duì)照例2.除了制備磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的過(guò)程中，反應(yīng)溫度為16(TC之外，其余與對(duì)照例l相同。制備的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度如表2所示。圖11中的(c)為本對(duì)照例制備的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光譜圖。對(duì)照例3.除了制備磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的過(guò)程中，反應(yīng)溫度為200°C之外，其余與對(duì)照例l相同。制備的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度如表2所示。表2磷酸鈰、磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>圖11中的(d)為本對(duì)照例制備的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光譜圖。圖11中(a)、(b)、(c)(d)的熒光譜圖顯示僅對(duì)照例1合成的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度有所提高，但是提高不多。其中磷酸鈰的熒光強(qiáng)度為61000a.u，而在反應(yīng)溫度為10(TC時(shí)合成的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度為71000a.u，約為磷酸鈰納米棒的1.2倍。在溫度為16(TC、20(TC下分別合成的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度不但沒(méi)有升高，反而有一定程度的下降。其中反應(yīng)溫度為16(TC時(shí)合成的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度為51000a.u;反應(yīng)溫度為20(TC合成的磷酸鈰/磷酸鑭納米棒的熒光強(qiáng)度為47000a.u。權(quán)利要求一種核殼結(jié)構(gòu)的熒光納米材料的制備方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟a)使鈰鹽與磷酸鹽進(jìn)行反應(yīng)，制得單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰；b)使鑭鹽和磷酸鹽在磷酸鈰的膠體溶液中反應(yīng)，制得磷酸鈰/磷酸鑭納米材料。2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述鈰鹽為水溶性鈰鹽；所述磷酸鹽為水溶性磷酸鹽；所述鑭鹽為水溶性鑭鹽。3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是所述水溶性鈰鹽選自Ce(N03)3、CeCl3、Ce(S04)2、CeF3、Ce(Ac)3、Ce2(C03)3、Ce(NH4)2(N03)6、Ce(S04)22(NH4)2S042H20中的一種或多種；所述水溶性磷酸鹽選自NaH2P04、Na2HP04、Na3P04、KH2P04、K2HP04、K3P04、(NH4)3P04中的一種或多種；所述水溶性鑭鹽選自La(N03)3、LaCl3、La(Ac)3、La2(C03)3、La(OH)3中的一種或多種。4.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是步驟a)包括如下順序進(jìn)行的步驟1)將鈰鹽和磷酸鹽加入到裝有水的反應(yīng)釜中，攪拌均勻，分散成懸浮液；2)將反應(yīng)釜密封后放入烘箱中，加熱，使懸浮液反應(yīng)制得單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰。5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征是步驟1)中所述的鈰鹽與磷酸鹽的摩爾配比為1:1-2。6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征是步驟2)中所述反應(yīng)溫度為180-23(TC，反應(yīng)時(shí)間為3-72小時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)的懸浮液的體積為反應(yīng)釜總體積的50-80%。7.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是步驟b)包括如下順序進(jìn)行的步驟3)向裝有磷酸鈰膠體溶液的反應(yīng)釜中加入鑭鹽和磷酸鹽，攪拌均勻，分散成懸浮液；4)將反應(yīng)釜密封后放入烘箱中，加熱，使懸浮液反應(yīng)制得磷酸鈰/磷酸鑭核殼結(jié)構(gòu)的納米材料。8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是所述鑭鹽與磷酸鹽的摩爾配比為1:1-2。9.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是步驟4)中所述的反應(yīng)的溫度為100-20(TC，反應(yīng)時(shí)間為3-72小時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)的懸浮液的體積為反應(yīng)釜總體積的50-80%。10.—種核殼結(jié)構(gòu)的熒光納米材料，按照如權(quán)利要求l-9任一所述制備方法制備而成。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種核殼結(jié)構(gòu)的熒光納米材料的制備方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟a)使鈰鹽與磷酸鹽進(jìn)行反應(yīng)，制得單斜結(jié)構(gòu)的磷酸鈰；b)使鑭鹽和磷酸鹽在磷酸鈰的膠體溶液中反應(yīng)，制得磷酸鈰/磷酸鑭納米棒。本發(fā)明的制備方法具有原料廉價(jià)、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、產(chǎn)品形貌可控，制備的熒光納米材料的熒光效率高等特點(diǎn)。文檔編號(hào)C09K11/81GK101781563SQ200910076998公開(kāi)日2010年7月21日申請(qǐng)日期2009年1月16日優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日發(fā)明者馬明國(guó)申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)