CN101899300A - 含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料及其制备方法 - Google Patents

含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料及其制备方法 Download PDF

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CN101899300A CN2010102115961A CN201010211596A CN101899300A CN 101899300 A CN101899300 A CN 101899300A CN 2010102115961 A CN2010102115961 A CN 2010102115961A CN 201010211596 A CN201010211596 A CN 201010211596A CN 101899300 A CN101899300 A CN 101899300A
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Abstract

本发明属于光电子和照明技术领域，其公开了一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料，其化学通式为Y2O3:Re，M；其中，Re为铕(Eu)和/或铽(Tb)；Re在氧化钇发光材料中的掺杂浓度为0.1％-10％；M为金属纳米粒子，选自银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)中的一种或几种；M的摩尔数与Re和钇(Y)的摩尔数之和的比值为0.00002∶1～0.01∶1。本发明还公开了一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料的制备方法。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)该材料制备工艺简单、设备要求低、制备周期短；2)通过在发光材料中加入金属纳米粒子，通过SP效应，提高了发光材料的发光性能。

Description

含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种掺杂稀土离子的氧化钇发光材料，尤其涉及一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料。本发明还涉及一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料的制备方法。
背景技术
随着高品质显示与照明器件在工作和生活中越来越广泛的发展和应用，高效率与长使用寿命的荧光粉(即发光材料，下同)成为越来越重要的应用材料。Y2O3:Re发光材料由于其发光强度高、稳定性好而被广泛应用，在制备Y2O3:Re发光材料时，可在发光材料中加入金属纳米粒子，通过表面等离子体效应(SP效应)有效增强发光材料的发光亮度。同时，溶胶-凝胶(sol-gel)法是一种高效的边缘制膜技术，具有多组分混合均匀、可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，合成温度较低，化学反应更容易进行等优点，被广泛应用于荧光材料的制备过程中。因此，如何通过溶胶-凝胶法，在所制备的发光材料中体现SP效应，从而增强所制备发光材料的发光亮度一直是材料学、光电子学及照明技术领域中研究的重要内容。
发明内容
本发明的目的是提供一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料，用以解决上述问题。本发明的另一目的是提供一种还涉及运用了SP效应制备氧化钇发光材料的方法。
本发明提供的一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料，其化学通式为Y2O3:Re，M；其中，Re为铕(Eu)和/或铽(Tb)；Re在Y2O3中的掺杂浓度为0.1％-10％；M为金属纳米粒子，选自银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)中的一种或几种；M的摩尔数与Re和钇(Y)总摩尔数比为0.00002∶1～0.01∶1。
本发明提供的一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、提供Y的化合物原料和Re的化合物原料，加入溶剂中溶解，配置成Y离子和Re离子总摩尔浓度为0.1mol/L-2.00mol/L的Y、Re溶液；其中，Re为铕(Eu)和/或铽(Tb)；Re在Y2O3中的掺杂浓度为0.1％-10％；
S2、量取所述Y、Re溶液，加入含有络合剂的醇水混合溶液中，配置成Y离子和Re离子总摩尔浓度为0.1mol/L-1.00mol/L的Y、Re醇水混合溶液，随后依次加入表面活性剂和M的原料，于40-60℃水浴中搅拌4-6h，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，再于60-90℃烘箱中陈化40-60h，得到含M的Y、Re胶体；其中，M为银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)中的一种或几种；M的摩尔数与Re和钇(Y)总摩尔数比为0.00002∶1～0.01∶1；
S3、将所述M的Y、Re胶体置于100-200℃烘箱中陈化48-90h，随后烘干，再将烘干后的产物置于刚玉坩埚中，在空气气氛或还原气氛中煅烧处理，制得化学通式为Y2O3:Re，M的含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料。
上述制备方法的步骤S1中：
所述Y的化合物原料为Y的氧化物原料、Y的盐酸盐类原料、Y的硝酸盐类原料或Y的草酸盐类原料；
所述Re的化合物原料为Re的氧化物原料、Re的盐酸盐类原料、Re的硝酸盐类原料或Re的草酸盐类原料。
上述制备方法中：
所述Y的金属氧化物原料和Re的金属氧化物原料分别为：Y2O3、Eu2O3、Tb4O7；
所述Y的盐酸盐类原料和Re的盐酸盐类原料分别为：YCl3·7H2O、EuCl3、TbCl3·6H2O；
所述Y的硝酸盐类原料和Re的硝酸盐类原料分别为：Y(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、Tb(NO3)3·6H2O；
所述Y的草酸盐类原料和Re的草酸盐类原料分别为能够提供Y3+、Eu3+或Tb3+的草酸盐。
上述制备方法中，当所述Y的化合物原料和Re的化合物原料分别选用Y(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、Tb(NO3)3·6H2O、YCl3·7H2O、EuCl3或TbCl3·6H2O作为原料时，步骤S1中，所述溶剂为去离子水和/或乙醇。
上述制备方法中，当所述Y的化合物原料和Re的化合物原料分别选用Y2O3、Eu2O3、Tb4O7或Y3+、Eu3+及Tb3+的草酸盐时，步骤S1中还包括步骤：15℃-100℃加热搅拌条件下，所述Y的化合物原料和Re的化合物原料溶解于盐酸或硝酸中。
上述制备方法的步骤S2中：
所述醇水混合溶液中的醇为乙醇，水与乙醇的体积比为1∶1-7；
所述络合剂为柠檬酸，在所述Y、Re的醇水溶液中，柠檬酸的摩尔数与原料中Y离子和Re离子的总离子摩尔数比为1-5∶1；
所述表面活性剂为聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、聚乙二醇20000中的一种或几种，所述表面活性剂加入后，其在所述Y、Re的醇水溶液的浓度为0.05-0.20g/mL；
M的原料为Ag、Au、Pt、Pd金属纳米粒子中的至少一种，或者为AgNO3、HAuCl4、H2PtCl6、H2PdCl4中的至少一种
上述制备方法的步骤S3中，
所述煅烧处理过程中，煅烧温度为800-1300℃，煅烧时间为0.5-6h；
所述还原气氛为氮气和氢气组成的混合还原气氛，碳粉还原气氛或者氢气还原气氛中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)该材料制备工艺简单、设备要求低、制备周期短；2)通过在发光材料中加入金属纳米粒子，通过SP效应，提高了发光材料的发光性能。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的加入金属纳米粒子Pd、厚度为100纳米的发光薄膜Y2O3:Eu在阴极射线激发下的光谱图以及未加入加入金属纳米粒子Pd、厚度为100纳米的发光薄膜Y2O3:Eu在阴极射线激发下的光谱图。
具体实施方式
本发明提供的一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料，其化学通式为Y2O3:Re，M；其中，Re为铕(Eu)和/或铽(Tb)；Re在Y2O3中的掺杂浓度为0.1％-10％；M为金属纳米粒子，选自银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)中的一种或几种；M的摩尔数与Re和钇(Y)总摩尔数比为0.00002∶1～0.01∶1。
本发明还提供了一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料的制备方法，所采用的技术方案如下：
使用原料为：
金属氧化物原料为Y2O3、Eu2O3、Tb4O7；
盐酸盐类原料为：YCl3·7H2O、EuCl3、TbCl3·6H2O；
硝酸盐类原料为：Y(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、Tb(NO3)3·6H2O；
草酸盐类原料为能够提供Y3+、Eu3+或Tb3+的草酸盐；
分析纯的盐酸或分析纯硝酸(HNO3：65％～68％，浓度为14.4～15.2mol/L；HCl：36～37％，浓度为11.7mol/L)，用于溶解氧化物和草酸盐；
溶剂为去离子水(H2O)或无水乙醇(CH3CH2OH)；
络合剂为分析纯的柠檬酸(C6H8O7·H2O)；
表面活性剂为分析纯的聚乙二醇6000、8000、10000、20000；
M原料为Ag、Au、Pt、Pd金属纳米粒子中的一种或几种，或者为AgNO3、HAuCl4、H2PtCl6、H2PdCl4中的至少一种。
含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料的制备步骤如下：
S1、提供Y的化合物原料和Re的化合物原料，加入溶剂中溶解，配置成Y离子和Re离子总摩尔浓度为0.1mol/L-2.00mol/L的Y、Re溶液；其中，Re为铕(Eu)和/或铽(Tb)；Re在Y2O3中的掺杂浓度为0.1％-10％；
S2、量取所述Y、Re溶液，加入含有络合剂的醇水混合溶液中，配置成Y离子和Re离子总摩尔浓度为0.1mol/L-1.00mol/L的Y、Re醇水混合溶液，随后依次加入表面活性剂和M的原料，于40-60℃水浴中搅拌4-6h，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，再于60-90℃烘箱中陈化40-60h，得到含M的Y、Re胶体；其中，M为银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)中的一种或几种；M的摩尔数与Re和钇(Y)总摩尔数比为0.00002∶1～0.01∶1；
S3、将所述M的Y、Re胶体置于100-200℃烘箱中陈化48-90h，随后烘干，再将烘干后的产物置于刚玉坩埚中，在空气气氛或还原气氛中煅烧处理，制得化学通式为Y2O3:Re，M的含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料。
优选，步骤S1中还包括如下步骤：在15℃-100℃加热搅拌条件下，将所述Y的化合物原料和Re的化合物原料溶解于所述盐酸或硝酸中。
优选，步骤S2中，所述醇水混合溶液中的醇为乙醇；水与乙醇的体积比为1∶1-7；所述络合剂为柠檬酸；在所述Y、Re醇水溶液中，所述柠檬酸的摩尔数与原料中Y离子和Re离子总摩尔数比为1-5∶1；
所述表面活性剂为聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、聚乙二醇20000中的一种或几种；所述表面活性剂加入后，其在所述Y、Re醇水溶液的质量浓度为0.05-0.20g/mL。
优选，步骤S3中，所述煅烧处理过程中，煅烧温度为800-1300℃，煅烧时间为0.5-6h；所述还原气氛为氮气和氢气组成的混合还原气氛，碳粉还原气氛或者氢气还原气氛中的一种或几种。
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
实施例1
室温下，准确称取37.9180g Y(NO3)3·6H2O和0.4441g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为1％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为lmol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取20mL上述的Y、Eu水溶液，加入20mL无水乙醇作为溶剂，接着加入0.4mL浓度为0.01mol/L的Pd纳米粒子溶液，再加入15.3712g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于80℃烘箱中陈化56h，形成均匀的含Pd纳米粒子的Y、Eu胶体。
将上述胶体置于100℃烘箱中干燥48h，然后在800℃马弗炉中保温2h，得到含Pd纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例2
室温下，准确称取28.6899g草酸钇和1.7201g草酸铕在15℃搅拌条件下溶于20mL硝酸中，在加去离子水至100mL，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为5％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取20mL上述的Y、Eu水溶液，加入20mL无水乙醇作为溶剂，加入0.2mL浓度为0.1mol/L的HAuCl4溶液，再加入7.6858g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Au纳米粒子的Y、Eu胶体。
将上述胶体置于100℃烘箱中干燥56h，然后在800℃马弗炉中保温2h，得到含Au纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例3
室温下，准确称取18.7675g Y(NO3)3·6H2O和0.4461g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为2％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为0.5mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取8mL上述Y、Eu水溶液，加入32mL无水乙醇作为溶剂，加入2.5mL浓度为0.001mol/L的Ag纳米粒子溶液，再加入7.6856g柠檬酸和2.2g聚乙二醇8000，于40℃水浴条件下搅拌6h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于90℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Ag纳米粒子的Y、Eu胶体。
将上述胶体置于150℃烘箱中干燥96h，然后在1300℃马弗炉中保温0.5h，得到加入金属纳米粒子Ag的Y2O3:Eu发光材料。
实施例4
室温下，准确称取76.5254g Y(NO3)3·6H2O和0.0892Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为0.1％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为2mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取20mL上述Y、Eu水溶液，加入20mL无水乙醇作为溶剂，接着加入0.8mL浓度为0.001mol/L的Ag纳米粒子溶液，再加入7.6856g柠檬酸和8.2g聚乙二醇10000，于50℃水浴条件下搅拌6h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Ag纳米粒子的Y、Eu胶体。
将上述胶体置于200℃烘箱中干燥50h，然后在1000℃马弗炉中保温3h，得到含Ag纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例5
室温下，准确称取10.7260g Y2O3和0.8798g Eu2O3在60℃搅拌条件下溶于27mL盐酸中，再加去离子水至100mL，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为5％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取8mL上述Y、Eu水溶液，加入32mL无水乙醇作为溶剂，接着加入1.6mL浓度为0.001mol/L的Pt纳米粒子，再加入6.1485g柠檬酸和5g聚乙二醇6000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于70℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Pt纳米粒子的Y、Eu胶体。
将上述胶体置于100℃烘箱中干燥48h，然后在800℃马弗炉中保温2h，得到含Pt纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例6
室温下，准确称取37.9180g Y(NO3)3·6H2O和0.4441g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为1％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取4mL上述Y、Eu水溶液，加入1mL去离子水及35mL无水乙醇作为溶剂，接着加入0.4mL浓度为0.01mol/L的AgNO3溶液，再加入3.0742g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液置于90℃烘箱中陈化40h，形成均匀的含Ag纳米粒子的Y、Eu胶体。
将上述胶体置于100℃烘箱中干燥48h，然后在800℃马弗炉中保温2h，得到含Ag纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例7
室温下，准确称取10.7260g Y2O3和0.8798g Eu2O3在60℃搅拌条件下溶于27mL盐酸中，再加去离子水至100mL，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为5％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为1mol/L的Y2O3:Eu水溶液100mL。
量取8mL上述Y、Eu水溶液，加入32mL无水乙醇作为溶剂，接着加入1.6mL浓度为0.001mol/L的Au纳米粒子溶液，再加入6.1485g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于70℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Au纳米粒子的Y、Eu胶体。
将所述胶体置于100℃烘箱中干燥48h，然后在800℃马弗炉中保温2h，得到含Au纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例8
室温下，准确称取37.9180g Y(NO3)3·6H2O和0.4441g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为1％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取20mL上述Y、Eu水溶液，加入20mL无水乙醇作为溶剂，接着加入2mL浓度为0.1mol/L的H2PdCl4溶液，再加入15.3712g柠檬酸和5g聚乙二醇20000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于80℃烘箱中陈化56h，形成均匀的含Pd纳米粒子的Y、Eu胶体。
将上述胶体置于100℃烘箱中干燥96h，然后在800℃马弗炉中保温6h，得到含Pd纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例9
室温下，准确称取37.5350g Y(NO3)3·6H2O和0.9061g Tb(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置Tb在Y2O3中的掺杂浓度为2％、Y离子和Tb离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Tb水溶液100mL。
量取12mL上述Y、Tb水溶液，加入28mL无水乙醇作为溶剂，接着加入0.6mL浓度为0.001mol/L的Au纳米粒子溶液，再加入9.2227g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Tb前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于90℃烘箱中陈化56h，形成均匀的含Au纳米粒子的Y、Tb胶体。
将上述胶体置于100℃烘箱中干燥96h，然后在1000℃马弗炉中碳粉还原保温2h，得到含Au纳米粒子Au的Y2O3:Tb发光材料。
实施例10
室温下，准确称取27.1780g草酸钇和3.5099g草酸铽在15℃搅拌条件下溶于20mL硝酸中，再加去离子水至100mL，配置Tb在Y2O3中的掺杂浓度为1％、Y离子和Tb离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Tb水溶液100mL。
量取10mL上述Y、Tb水溶液，加入30mL无水乙醇作为溶剂，接着加入0.8mL浓度为0.1mol/L的AgNO3溶液，再加入7.6858g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Tb前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于80℃烘箱中陈化50h，形成均匀的含Ag纳米粒子的Y、Tb胶体。
将上述胶体置于100℃烘箱中干燥53h，然后在1300℃马弗炉中H2/N2还原下保温2h，得到含Ag纳米粒子的Y2O3:Tb发光材料。
实施例11
室温下，准确称取31.1728YCl3和1.1198g TbCl3·6H2O溶于去离子水中，配置Tb在Y2O3中的掺杂浓度为3％、Y离子和Tb离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Tb水溶液100mL。
量取4mL上述Y、Tb水溶液，加入36mL无水乙醇作为溶剂，接着加入0.4mL浓度为0.1mol/L的H2PtCl6溶液，再加入6.2125g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌5h后，得到澄清的Y、Tb前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Pt纳米粒子的Y、Tb胶体。
将上述胶体置于180℃烘箱中干燥60h，然后在1000℃马弗炉中H2/N2还原下保温3h，得到含Pt纳米粒子的Y2O3:Tb发光材料。
实施例12
室温下，准确称取37.9180g Y(NO3)3·6H2O和0.4441g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为1％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取4mL上市Y、Eu水溶液，加入1mL去离子水及35mL无水乙醇作为溶剂，接着加入2.0mL浓度为0.01mol/L的Pd纳米粒子溶液，再加入3.0742g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液置于90℃烘箱中陈化40h，形成均匀的含Pd纳米粒子的Y、Eu胶体。
将上述胶体置于130℃烘箱中干燥59h，然后在1100℃马弗炉中保温2h，得到含Pd纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例13
室温下，准确称取11.0647g Y2O3和0.3739g Tb4O7在100℃搅拌条件下溶于27mL盐酸中，再加水至100mL，配置Tb在Y2O3中的掺杂浓度为2％、Y离子和Tb离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Tb水溶液100mL。
量取15mL上述Y、Tb水溶液，加入25mL无水乙醇作为溶剂，接着加入0.75mL浓度为0.01mol/L的HAuCl4溶液，再加入5.7642g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于50℃水浴条件下搅拌5h后，得到澄清的Y、Tb前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于90℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Au纳米粒子的Y、Tb胶体。
将上述胶体置于130℃烘箱中干燥59h，然后在1100℃马弗炉中H2/N2还原下保温2h，得到含Au纳米粒子的Y2O3:Tb发光材料。
实施例14
室温下，准确称取18.7675g Y(NO3)3·6H2O和0.4461g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为2％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为0.5mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取8mL上述Y、Eu水溶液，加入32mL无水乙醇作为溶剂，接着加入0.8mL浓度为0.01mol/L的HAuCl4溶液，再加入7.6856g柠檬酸和2g聚乙二醇10000，于40℃水浴条件下搅拌6h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于90℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Au纳米粒子的Y、Eu胶体。
将所制备胶体置于130℃烘箱中干燥59h，然后在1200℃马弗炉中保温2h，得到含Au纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例15
室温下，准确称取76.5254g Y(NO3)3·6H2O和0.0892Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为0.1％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为2mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取20mL上述Y、Eu水溶液，加入20mL无水乙醇作为溶剂，接着加入2.0mL浓度为0.01mol/L的Pd纳米粒子溶液，再加入7.6856g柠檬酸和8g聚乙二醇10000，于50℃水浴条件下搅拌6h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Pd纳米粒子的Y、Eu胶体。
将所制备胶体置于130℃烘箱中干燥59h，然后在1200℃马弗炉中保温2h，得到含Pd纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例16
室温下，准确称取28.6899g草酸钇和1.7201g草酸铕在15℃搅拌条件下溶于20mL硝酸中，在加去离子水至100mL，配置Eu在Y2O3中的掺杂浓度为5％、Y离子和Eu离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Eu水溶液100mL。
量取20mL上述Y、Eu水溶液，加入20mL无水乙醇作为溶剂，加入0.4mL浓度为0.1mol/L的AgNO3溶液，再加入7.6858g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Ag纳米粒子的Y、Eu胶体。
将所制备胶体置于100℃烘箱中干燥48h，然后在900℃马弗炉中保温2h，得到含Ag纳米粒子的Y2O3:Eu发光材料。
实施例17
室温下，准确称取37.5350g Y(NO3)3·6H2O和0.9061g Tb(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置Tb在Y2O3中的掺杂浓度为2％、Y离子和Tb离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Tb水溶液100mL。
量取12mL上述Y、Tb水溶液，加入28mL无水乙醇作为溶剂，接着加入0.24mL浓度为0.001mol/L的Pt纳米粒子，再加入9.2227g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Tb前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于90℃烘箱中陈化56h，形成均匀的含Pt纳米粒子的Y、Tb胶体。
将所制备胶体置于150℃烘箱中干燥90h，然后在1300℃马弗炉中碳粉还原保温0.5h，得到含Pt纳米粒子的Y2O3:Tb发光材料。
实施例18
室温下，准确称取11.0647g Y2O3和0.3739g Tb4O7在100℃搅拌条件下溶于27mL盐酸中，再加水至100mL，配置Tb在Y2O3中的掺杂浓度为2％、Y离子和Tb离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Tb水溶液100mL。
量取15mL所述Y、Tb水溶液，加入25mL无水乙醇作为溶剂，接着加入3.0mL浓度为0.001mol/L的Ag纳米粒子溶液，再加入5.7642g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于50℃水浴条件下搅拌5h后，得到澄清的Y、Tb前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于90℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Ag纳米粒子的Y、Tb胶体。
将所制备胶体置于180℃烘箱中干燥85h，然后在1300℃马弗炉中碳粉还原保温0.5h，得到含Ag纳米粒子的Y2O3:Tb发光材料。
实施例19
室温下，准确称取31.1728YCl3和1.1198g TbCl3·6H2O溶于去离子水中，配置Tb在Y2O3中的掺杂浓度为3％、Y离子和Tb离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Tb水溶液100mL。
量取4mL上述Y、Tb水溶液，加入36mL无水乙醇作为溶剂，接着加入2.0mL浓度为0.001mol/L的Pt纳米粒子，再加入6.2125g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌5h后，得到澄清的Y、Tb前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，形成均匀的含Pt纳米粒子的Y、Tb胶体。
将所制备胶体置于160℃烘箱中干燥96h，然后在1300℃马弗炉中碳粉还原保温0.5h，得到含Pt纳米粒子的Y2O3:Tb发光材料。
实施例20
室温下，准确称取27.1780g草酸钇和3.5099g草酸铽在15℃搅拌条件下溶于20mL硝酸中，再加去离子水至100mL，配置Tb在Y2O3中的掺杂浓度为10％、Y离子和Tb离子总摩尔浓度为1mol/L的Y、Tb水溶液100mL。
量取10mL上述Y、Tb水溶液，加入30mL无水乙醇作为溶剂，加入0.1mL浓度为0.1mol/L的H2PdCl4溶液，再加入7.6858g柠檬酸和5g聚乙二醇6000，于60℃水浴条件下搅拌4h后，得到澄清的Y、Tb前驱体溶液，将所得到的前驱体溶液于80℃烘箱中陈化50h，形成均匀的含Pd纳米粒子的Y、Tb胶体。
将所制备胶体置于170℃烘箱中干燥96h，然后在1300℃马弗炉中碳粉还原保温0.5h，得到含Pd纳米粒子的Y2O3:Tb发光材料。
应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料，其特征在于，该氧化钇发光材料的化学通式为Y2O3:Re，M；其中，Re为铕和/或铽；Re在Y2O3中的掺杂浓度为0.1％-10％；M为金属纳米粒子，选自银、金、铂、钯中的一种或几种；M的摩尔数与Re和Y总摩尔数比为0.00002∶1～0.01∶1。
2.一种含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、提供Y的化合物原料和Re的化合物原料，加入溶剂中溶解，配置成Y离子和Re离子总摩尔浓度为0.1mol/L-2.00mol/L的Y、Re溶液；其中，Re为铕和/或铽；Re在Y2O3中的掺杂浓度为0.1％-10％；
S2、量取所述Y、Re溶液，加入含有络合剂的醇水混合溶液中，配置成Y离子和Re离子总摩尔浓度为0.1mol/L-1.00mol/L的Y、Re醇水混合溶液，随后依次加入表面活性剂和M的原料，于40-60℃水浴中搅拌4-6h，得到澄清的Y、Eu前驱体溶液，再于60-90℃烘箱中陈化40-60h，得到含M的Y、Re胶体；其中，M为银、金、铂、钯中的一种或几种；M的摩尔数与Re和Y总摩尔数比为0.00002∶1～0.01∶1；
S3、将所述含M的Y、Re胶体置于100-200℃烘箱中陈化48-90h，随后烘干，再将烘干后的产物置于刚玉坩埚中，在空气气氛或还原气氛中煅烧处理，制得化学通式为Y2O3:Re，M的含金属纳米粒子的稀土掺杂氧化钇发光材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，
所述Y的化合物原料为Y的氧化物原料、Y的盐酸盐类原料、Y的硝酸盐类原料或Y的草酸盐类原料；
所述Re的化合物原料为Re的氧化物原料、Re的盐酸盐类原料、Re的硝酸盐类原料或Re的草酸盐类原料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
所述Y的金属氧化物原料和Re的金属氧化物原料分别为：Y2O3，Eu2O3，Tb4O7；
所述Y的盐酸盐类原料和Re的盐酸盐类原料分别为：YCl3·7H2O，EuCl3，TbCl3·6H2O；
所述Y的硝酸盐类原料和Re的硝酸盐类原料分别为：Y(NO3)3·6H2O，Eu(NO3)3·6H2O，Tb(NO3)3·6H2O；
所述Y的草酸盐类原料和Re的草酸盐类原料分别为能够提供Y3+，Eu3+或Tb3+的草酸盐。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，当所述Y的化合物原料和Re的化合物原料分别选用Y(NO3)3·6H2O，Eu(NO3)3·6H2O，Tb(NO3)3·6H2O，YCl3·7H2O，EuCl3或TbCl3·6H2O作为原料时，步骤S1中，所述溶剂为去离子水和/或乙醇。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，当所述Y的化合物原料和Re的化合物原料分别选用Y2O3，Eu2O3，Tb4O7，或Y3+、Eu3+及Tb3+的草酸盐时，步骤S1中，所述溶剂为盐酸或硝酸。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中还包括如下步骤：在15℃-100℃加热搅拌条件下，将所述Y的化合物原料和Re的化合物原料溶解于所述盐酸或硝酸中。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，
所述醇水混合溶液中的醇为乙醇；水与乙醇的体积比为1∶1-7；
所述络合剂为柠檬酸；在所述Y、Re醇水溶液中，所述柠檬酸的摩尔数与原料中Y离子和Re离子总摩尔数比为1-5∶1；
所述表面活性剂为聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、聚乙二醇20000中的一种或几种；所述表面活性剂加入后，其在所述Y、Re醇水溶液的质量浓度为0.05-0.20g/mL。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中：
所述M的原料为Ag、Au、Pt或Pd纳米粒子中的至少一种；
所述M的原料为AgNO3、HAuCl4、H2PtCl6、H2PdCl4至少一种。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，
所述煅烧处理过程中，煅烧温度为800-1300℃，煅烧时间为0.5-6h；
所述还原气氛为氮气和氢气组成的混合还原气氛，碳粉还原气氛或者氢气还原气氛中的一种或几种。
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