CN102559182A - 一种镝激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料 - Google Patents

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涂朝阳
冀月霞
游振宇
朱昭捷
李坚富
王燕
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Abstract

一种镝激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料，涉及纳米发光材料领域。该白光纳米发光材料的化学式为Dy3+:YAlO3，属于六方相，空间群是P63/mmc-fcba，晶胞参数为a＝0.368，c＝1.052nm，V＝0.1234nm3，Z＝2。采用5N纯度的氧化钇Y2O3和氧化镝Dy2O3、4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3、分析纯的硝酸HNO3、甘胺酸HO2CCH2NH2、水合柠檬酸C6H8O7·H2O和氨水NH4NO3作为原料，通过水溶液反应和高温燃烧获得Dy3+:YAlO3新型白光纳米发光材料。该材料用于照明、显示和探测系统等领域。

Description

一种镝激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料
技术领域
本发明涉及纳米发光材料领域。
背景技术
属于六方相的YAlO3晶体空间群是P63/mmc-fcba，晶胞参数为a＝0.368，c＝1.052nm，V＝0.1234nm3，Z＝2，YAlO3晶体结构中的Y离子所在的晶格位置的对称性为D2，可以被激活离子Dy3+取代，发光效率较高。
由离子的电子结构特性决定了Dy3+离子在紫外光的照射下，可以产生较强的蓝光和黄光发射，通过两色光的有效混合，可以产生强白光的发射。图1是六方相Dy3+:YAlO3纳米材料的激发光谱图，图2是六方相Dy3+:YAlO3纳米材料的荧光发射光谱图，从图上可以看到，当Dy3+:YAlO3纳米材料在351nm波段紫外光的照射下，可以产生482nm波段的蓝色和581nm波段的黄色荧光发射，通过两色光的有效混合调控便产生了白色荧光发射，其发光色度坐标图如图3所示，因此Dy3+:YAlO3纳米材料可以作为一种新型的白光发光材料，在照明、显示和探测系统等领域都有很好的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于公开一种新型的白光纳米发光材料Dy3+:YAlO3。
实现本发明目的技术方案：
1.一种镝激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料，其特征在于：该白光纳米发光材料的化学式为Dy3+:YAlO3，属于六方相，空间群是P63/mmc-fcba，晶胞参数为a＝0.368，c＝1.052nm，V＝0.1234nm3，Z＝2。
2.一种项1的白光纳米发光材料的制备方法，其特征在于：采用5N纯度的氧化钇Y2O3和氧化镝Dy2O3、4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3·9H2O、分析纯的硝酸HNO3、甘胺酸HO2CCH2NH2、水合柠檬酸C6H8O7·H2O和氨水NH4(OH)作为原料，通过水溶液反应和高温燃烧获得Dy3+:YAlO3新型白光纳米发光材料。
3.一种项1的白光纳米发光材料的用途，其特征在于：该材料用于照明、显示和探测系统等领域。
附图说明
图1为六方Dy3+:YAlO3纳米材料室温激发
图2为六方Dy3+:YAlO3发射荧光光谱
图3为六方Dy3+:YAlO3白光发射色度坐标图。
具体实施方式：
实施例一：
纳米材料有许多合成制备方法，燃烧方法是一种简便的合成方法，这种方法具有设备简单、成本低、粒度小、产率和纯度高等优点，并且很适合于制备多相复合氧化物纳米材料，因此采用此法来制备Dy3+:YAlO3纳米发光材料。所用原料为5N纯度的氧化钇Y2O3和氧化镝Dy2O3、4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3·9H2O、分析纯的硝酸HNO3、水合柠檬酸C6H8O7·H2O和氨水NH4(OH)，水合柠檬酸与总的金属离子的摩尔比取3∶2。
按照Dy/Y＝1/99的掺杂比例，称取一定量的氧化钇Y2O3和氧化镝Dy2O3原料，并加热溶于硝酸HNO3，制成混合液体；然后按照YAlO3分子式的化学计量比例，称取一定量的硝酸铝Al(NO3)3，并与上述的Y(NO3)3和Dy(NO3)3混合液体混合均匀，再把混合液体倾倒入到一定量的去离子水和水合柠檬酸C6H8O7·H2O的混合液体中进行反应，其反应方程式如下：
2(1-x)Y(NO3)3+2xDy(NO3)3+2Al(NO3)3+2C6H8O7→
                              2Y1-xDyxAlO3+12CO2+8H2O+6NO2+3N2
其中x为所需的稀土离子的摩尔百分含量。
接下来采用氨水NH4(OH)滴定调节至PH值为3.0，然后把溶液的水份蒸发，便可以得到黄色干凝胶，最后把黄色干凝胶放置于预先加热到855℃的马弗炉中燃烧10分钟，便得到白色蓬松的Dy3+:YAlO3纳米发光材料。这种纳米发光材料在照明、显示和探测系统等领域都有很好的应用前景。
实施例二：
纳米材料有许多合成制备方法，燃烧方法是一种简便的合成方法，这种方法具有设备简单、成本低、粒度小、产率和纯度高等优点，并且很适合于制备多相复合氧化物纳米材料，因此采用此法来制备Dy3+:YAlO3纳米发光材料。所用原料为5N纯度的氧化钇Y2O3和氧化镝Dy2O3、4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3·9H2O、分析纯的硝酸HNO3、柠檬酸和氨水NH4(OH)。柠檬酸与总的金属离子的摩尔比取1.5∶1。
按照Dy/Y＝1/99的掺杂比例，称取一定量的氧化钇Y2O3和氧化镝Dy2O3原料，溶于硝酸HNO3，加热蒸干液体，然后加去离子水得混合溶液；按照YAlO3分子式的化学计量比例，称取一定量的硝酸铝Al(NO3)3·9H2O，溶于上述的Y(NO3)3和Dy(NO3)3混合溶液，再把按比例称量好的柠檬酸加入混合溶液，滴加氨水调节PH值约3.0。开始搅拌加热，溶胶凝胶。其反应方程式如下：
2(1-x)Y(NO3)3+2xDy(NO3)3+2Al(NO3)3+4HO2CCH2NH2→
                              2Y1-xDyxAlO3+8CO2+10H2O+6NO2+5N2
接下来采用氨水NH4(OH)滴定调节至PH值为3.0，然后把溶液的水份蒸发，便可以得到黄色干凝胶，最后把黄色干凝胶放置于预先加热到900℃的马弗炉中燃烧10分钟，便得到白色蓬松的Dy3+:YAlO3纳米发光材料。这种纳米发光材料在照明、显示和探测系统等领域都有很好的应用前景。

Claims (3)

1.一种镝激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料，其特征在于：该白光纳米发光材料的化学式为Dy3+:YAlO3，属于六方相，空间群是P63/mmc-fcba，晶胞参数为a＝0.368，c＝1.052nm，V＝0.1234nm3，Z＝2。
2.一种权利要求1的白光纳米发光材料的制备方法，其特征在于：采用5N纯度的氧化钇Y2O3和氧化镝Dy2O3、4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3、分析纯的硝酸HNO3、甘胺酸HO2CCH2NH2、水合柠檬酸C6H8O7·H2O和氨水NH4NO3作为原料，通过水溶液反应和高温燃烧获得Dy3+:YAlO3新型白光纳米发光材料。
3.一种权利要求1的白光纳米发光材料的用途，其特征在于：该材料用于照明、显示和探测系统等领域。 
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