CN102976390A - 一种蓝紫色荧光纳米材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布一种蓝紫色荧光纳米材料及其制备方法，属于晶体生长技术领域。所涉及的蓝紫色荧光纳米材料具有化学结构式Zn5(OH)8Cl2·H2O，在紫外光激发作用下能够发射强的蓝紫色荧光，其第一个荧光峰位位于380-420nm之间，第二个荧光峰位位于425-530nm之间。所涉及的制备方法，其特征在于：将锌盐溶质溶解于水或水醇混合溶剂，用酸性或碱性试剂调整混合液体的pH值，将所得溶液加入到水热反应釜中进行反应，经分离干燥即得蓝紫色荧光纳米材料，其形貌呈现出片状、六角片状、针状、棒状、多面体状或其它不规则的任意几何形状的特征。本发明的制备工艺简单、无污染，原材料丰富、廉价，特别适合制备大批量。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种紫色荧光纳米材料及其制备方法，属于晶体生长技术领域。
二、背景技术
蓝紫色荧光材料在现代光电科技中占有重要的位置，它们可用来制备蓝紫色发光二极管和蓝紫色激光器以便用于彩色信息显示行业和光通讯行业。目前的蓝紫色荧光材料家族主要是由导电高分子材料、稀土掺杂的硅酸和铝酸盐、纳米氧化锌、氮化镓等成员组成，但这些蓝紫色荧光材料制备成本高而室温荧光效率较低。本发明公布一种蓝紫色荧光纳米材料及其制备方法，所合成的蓝紫色荧光纳米材料室温荧光效率较高，制备成本低，原料易得，无放射性，不产生有毒废物。
三、发明内容
本发明旨在提供一种蓝紫色荧光纳米材料及其合成方法，所合成的蓝紫色荧光纳米材料在紫外光激发作用下能够发射较强的蓝紫色荧光。
本发明中所述的蓝紫色荧光纳米材料，其特征在于：所述的蓝紫色荧光纳米材料的化学结构式为Zn5(OH)8Cl2·H2O；所述的蓝紫色荧光纳米材料在紫外光激发作用下，能够发射蓝紫色荧光，其第一个荧光峰位位于380-420nm之间，第二个荧光峰位位于425-530nm之间；所述的蓝紫色荧光纳米材料的荧光颜色呈蓝紫色。
本发明中所述的蓝紫色荧光纳米材料，其形貌特征在于其呈现出片状、六角片状、针状、棒状、多面体状或其它不规则的任意几何形状。
本发明中所述的蓝紫色荧光纳米材料的制备方法，其特征在于：将锌盐溶质溶解于水或水醇混合溶剂，用酸性或碱性试剂调整溶液的pH值，将所得溶液加入到水热反应釜中进行反应，反应完成后经分离干燥即得所述的蓝紫色荧光纳米材料。
本发明中所述的制备方法，其特征在于具体步骤是：(1)配制前驱体。所述前驱体的特征在于所述前驱体主要是由锌盐溶质、水或水与醇混合溶剂、pH值调节剂组成，其中锌盐溶质包括但不限于氯化锌，其中醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、二丙醇、异丙醇、乙二醇，pH值调节剂包括但不限于盐酸、硝酸、氢氧化纳、氢氧化钾、氨水、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、六亚甲基四胺。(2)在水热反应釜中完成化学反应。所述化学反应的特征在于反应容器为水热反应釜，反应温度在30-500摄氏度之间，反应时间在5分钟至150小时之间，水热反应釜内的压力在1.1至30个大气压之间。(3)纳米材料的收集。所述的纳米材料的收集包括但不限于过滤、清洗、干燥等工艺过程。
本发明中所述的蓝紫色荧光纳米材料，其特征在于它们在一维或二维或三维方向上的尺寸至少有一个值是小于100纳米。
四、附图说明
图1是依据本实施方式所制备的蓝紫色荧光纳米材料的X射线衍射图谱。
图2是依据本实施方式所制备的片状蓝紫色荧光纳米材料的SEM图。
图3是依据本实施方式所制备的棒状蓝紫色荧光纳米材料的SEM图。
图4是依据本实施方式所制备的蓝紫色荧光纳米材料的荧光光谱图。
图5是依据本实施方式所制备的蓝紫色荧光纳米材料的色度坐标图。
五、具体实施方式
将氯化锌(0.02mol)溶解到蒸馏水(5ml)和乙醇(10ml)的混合溶剂中，用磁力搅拌器搅拌均匀后，再加乙醇使混合液体的体积达到40毫升，将所得液体注入到容积为50毫升的水热反应釜内。将水热反应釜置入恒温炉中，设置炉温为120摄氏度，反应时间为2小时。反应后，水热反应釜在空气中冷却至室温。采用过滤或离心的方法收集容器底部的白色沉淀物，分别用纯水和乙醇请洗十次，置入干燥箱中干燥20小时，即得蓝紫色荧光纳米材料。
用X射线衍射仪对蓝紫色荧光纳米材料进行分析，发现蓝紫色荧光纳米材料有很好的结晶特性。图1是依据本施方式所制备的蓝紫色荧光纳米材料的X射线衍射图谱。由图1可以看出，所得的蓝紫色荧光纳米材料与碱式氯化锌的衍射谱一致。用扫描电子显微镜对蓝紫色荧光纳米材料进行分析，发现蓝紫色荧光纳米材料有很好的晶体形貌。图2是依据本实施方式所制备的片状蓝紫色荧光纳米材料的SEM图。由图2可以看出，该蓝紫色荧光纳米材料呈现出片状的特征，其特征在于它们的厚度小于100纳米。图3是依据本实施方式所制备的棒状蓝紫色荧光纳米材料的SEM图。由图3可以看出，该蓝紫色荧光纳米材料呈现出棒状的特征，其特征在于棒状的直径小于100纳米。在紫外光激发作用下，蓝紫色荧光纳米材料能够发射强的蓝紫色荧光。用荧光光谱仪对蓝紫色荧光纳米材料进行分析，发现所述的蓝紫色荧光纳米材料在紫外光激发作用下能够发射蓝紫色荧光。图4是依据本实施方式所制备的蓝紫色荧光纳米材料的荧光光谱图。由图4可见，荧光光谱中第一个荧光峰位位于400nm左右，第二个荧光峰位位于500nm左右。用色度分析仪对蓝紫色荧光纳米材料进行色度分析。图5是依据本实施方式所制备的蓝紫色荧光纳米材料的色度坐标图。由图5可见，本实施方案所制备的蓝紫色荧光纳米材料的色度坐标在蓝紫光区，色度坐标x的变化范围在0.15至0.19之间，色度坐标y的变化范围在0.12至0.15之间，即图5中长方框所限的区间。
Claims (5)
1.一种蓝紫色荧光纳米材料，其特征在于：所述的蓝紫色荧光纳米材料的化学结构式为Zn5(OH)8Cl2·H2O；所述的蓝紫色荧光纳米材料在紫外光激发作用下能够发射蓝紫色荧光，其第一个荧光峰位位于380-420nm之间，第二个荧光峰位位于425-530nm之间；所述的蓝紫色荧光纳米材料的荧光颜色呈蓝紫色。
2.如权利要求1所述的蓝紫色荧光纳米材料，其形貌特征在于其呈现出片状、六角片状、针状、棒状、多面体状或其它不规则的任意几何形状。
3.如权利要求1所述的蓝紫色荧光纳米材料的制备方法，其特征在于：将锌盐溶质溶解于水或水醇混合溶剂，用酸性或碱性试剂调整溶液的pH值，将所得溶液加入到水热反应釜中进行反应，反应完成后经分离干燥即得所述的蓝紫色荧光纳米材料。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于具体步骤是：
1)配制前驱体。所述前驱体的特征在于它主要是由锌盐溶质、水或水与醇混合溶剂、pH值调节剂组成，其中锌盐溶质包括但不限于氯化锌，其中醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、二丙醇、异丙醇、乙二醇，pH值调节剂包括但不限于盐酸、硝酸、氢氧化纳、氢氧化钾、氨水、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、六亚甲基四胺。
2)在水热反应釜中完成化学反应。所述化学反应的特征在于反应容器为水热反应釜，反应温度在30-500摄氏度之间，反应时间在5分钟至150小时之间，水热反应釜内的压力在1.1至30个大气压之间。
3)纳米材料的收集。所述的纳米材料的收集包括但不限于过滤、清洗、干燥等工艺过程。
5.如权利要求1-4所述的所述的蓝紫色荧光纳米材料，其特征在于它们在一维或二维或三维方向上的尺寸至少有一个值是小于100纳米。
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