CN104119899A - 一种掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发光材料领域，其公开了一种掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料及其制备方法；该发光材料的化学通式为SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y；其中，SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺为外壳，为包覆，M为内核；Ln为Tm、Dy中的至少一种，M为Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种，0＜x≤0.1，y为M与SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺的摩尔之比，0＜y≤1×10^-2。本发明提供的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料，由于引入了M金属纳米粒子，通过掺有金属纳米粒子来增强荧光粉发光，使氧化钇锶发光材料在同样激发条件下的发光效率得到极大的提高。

Description

一种掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及发光材料领域，尤其涉及一种掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料及其制备方法。

背景技术

场发射显示(FED)是一种很有发展潜力的平板显示技术。场发射显示器件的工作电压比阴极射线管(CRT)的工作电压低,通常小于5kV,而工作电流密度却相对较大,一般在10～100μA·cm^-2。因此,对用于场发射显示的发光粉的要求更高,如要具有更好的色品度、在低电压下的发光效率较高以及在高电流密度下无亮度饱和现象等。目前,对场发射显示发光粉的研究主要集中在两个方面:一是利用并改进已有的阴极射线管发光粉;二是寻找新的发光材料。已商用的阴极射线发光粉以硫化物为主,当将其用来制作场发射显示屏时,由于其中的硫会与阴极中微量钼、硅或锗等发生反应,从而减弱了其电子发射,进而影响整个器件的性能。在发光材料应用领域存在着潜在的应用价值。

SrY₂O₄掺Tm或者是掺Dy发光材料是一种近年来开发的发光料，主要应用于场发射器件中，但是，目前其发光材料发光效率不高，有待改进。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种发光效率较高且中空结构的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料

本发明的技术方案如下：

一种掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料，其化学通式为：SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y；其中，SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺为外壳，为包覆，M为内核；Ln为Tm、Dy中的至少一种，M为掺杂金属纳米粒子，选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种，x为Ln³⁺取代Y离子的摩尔数，0＜x≤0.1，y为M与SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺的摩尔之比，0＜y≤1×10^-2；SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺为发光材料，Ln³⁺为发光离子中心，冒号“：”表示Ln³⁺为掺杂

所述掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料，优选，0.001≤x≤0.05，1×10^-5≤y≤5×10^-3。

本发明还提供上述掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，包括如下步骤：

将M的盐溶液、起分散作用的助剂和还原剂混合反应，制得M纳米粒子溶胶；

将M纳米粒子溶胶加入蔗糖或葡萄糖的乙醇溶液，得到混合溶液，将混合溶液转入带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加盖旋紧，在120-200℃反应5-36h，制备得到CM溶液，用去离子水和无水乙醇洗涤多次，离心分离，60-80℃干燥，得到CM固体；其中，C表示碳元素，表示C包覆M，M纳米粒子与蔗糖或葡萄糖中C元素的摩尔量比为1×10^-6:1～0.4:1；

按照SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y中元素的化学计量比，量取Sr、Y和Ln各自对应的盐溶液，再加入CM固体，搅拌均匀，接着加入草酸沉淀剂，采用氨水再调节pH值至8-10，磁力搅拌下反应2-8h，将产物用去离子水和无水乙醇洗涤多次，抽滤，在60～100℃烘干，得到SrY_2-x(C₂O₄)₄:Ln_x ³⁺CM_y前驱体；其中，CM固体与SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y的摩尔比为0.025:1～10:1，沉淀剂的摩尔量足以完全沉淀Sr、Y和Ln各自对应离子总和且过量25%；

将前驱体研磨，研磨粉体放于马弗炉中、空气气氛下于600～1000℃预烧1～12小时，冷却至室温，研磨预烧得到的样品，然后再将研磨的样品粉末置于管式炉中、还原气氛下于1000～1600℃还原2～8h，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到化学通式为SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材；，其中，其中，SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺为外壳，为包覆，M为内核；Ln为Tm、Dy中的至少一种，M为掺杂金属纳米粒子，选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种，x为Ln³⁺取代Y离子的摩尔数，0＜x≤0.1，y为M与SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺的摩尔之比，0＜y≤1×10^-2。

所述掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，优选，M的盐溶液的浓度为0.8×10^-4mol/L～1×10^-2mol/L。

所述掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，优选，所述助剂为聚乙烯砒咯烷酮（PVP）、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种；所述助剂的添加量在最终得到的M纳米粒子溶胶中的含量为1×10^-4g/mL～5×10^-2g/mL。

所述掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，优选，所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、柠檬酸钠和硼氢化钠中的至少一种；所述还原剂的添加量与M离子的摩尔比为0.5:1～10:1；实际中，还需将还原剂配制或稀释成浓度为1×10^-4mol/L～1mol/L的水溶液。

所述掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，优选，将M的盐溶液、起分散作用的助剂和还原剂混合反应10min～45min。

所述掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，优选，Sr、Y和Ln各自对应的盐分别为Sr、Y和Ln各自对应的硝酸盐或乙酸盐；Sr、Y和Ln的盐溶液为以Sr、Y和Ln的氧化物和碳酸盐为原料，溶于硝酸，或者以Sr、Y和Ln的乙酸盐、硝酸盐为原料。

所述掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，优选，所述还原气氛为体积比为95:5的N₂和H₂混合（可以表示为95%N₂+5%H₂）还原气氛、碳粉还原气氛、纯H₂还原气氛中的至少一种。

所述掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，优选，0.001≤x≤0.05，1×10^-5≤y≤5×10^-3。

本发明提供的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料，由于引入了M金属纳米粒子，通过掺有金属纳米粒子来增强荧光粉发光，使掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料在同样激发条件下的发光效率得到极大的提高，并且发射光的波长没有改变。

本发明的制备方法，先采用水热法制备包覆金属纳米粒子的碳小球，然后再以碳小球为模板，采用草酸沉淀法制备SrY_2-x(C₂O₄)₄:Ln_x ³⁺CM_y前驱体粉末，然后煅烧，煅烧过程中碳元素将转化为CO₂逸出，最后得到掺有M金属纳米粒子的空心结构SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y发光材料。

本发明的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，工艺步骤少，相对简单；工艺条件不苛刻，容易达到，成本低；不引入其它杂质，得到的发光材料质量高，可广泛用于发光材料的制备。

附图说明

图1是本发明实施例3制备的发光材料与对比例发光材料在3kv电压下的阴极射线发光光谱对比图；其中，曲线1是实施例3制得的包覆金属纳米粒子Ag的SrY_1.995O₄:Tm_0.005 ³⁺Ag_2.5×10-4发光材料的发光光谱，曲线2是对比例未包覆金属纳米粒子的SrY_1.995O₄:Tm_0.005 ³⁺材料的发光光谱。

具体实施方式

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

制备包覆金属纳米粒子的中空结构SrY_1.999O₄:Tm_0.001 ³⁺Cu_1×10-4：

Cu纳米粒子溶胶的制备：称取1.6mg硝酸铜溶解到16mL的乙醇中，完全溶解后，一边搅拌一边加入2mg PVP，然后缓慢滴入用0.4mg硼氢化钠溶到10mL乙醇中得到的1×10^-3mol/L的硼氢化钠醇溶液4mL，继续搅拌反应10min，得到20mL4×10^-4mol/L的Cu纳米粒子溶胶。

CCu的制备：称取0.1426g蔗糖溶解于39.5mL的无水乙醇中制备得到蔗糖的醇溶液，将0.5mL上述溶胶加入蔗糖的醇溶液中，得到混合溶液，再将混合溶液转入50mL带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加盖旋紧后，于200℃反应5h，制备得到含有CCu的溶液，离心分离该溶液得到固相物，用去离子水和无水乙醇分别洗涤2次，并将固相物于75℃下干燥，即得到CCu，此时金属纳米粒子Cu与C的摩尔比为4×10^-5:1；

称取2.0726g SrO溶于硝酸得到100mL0.2mol/L的Sr(NO₃)₂溶液；称取22.5800g Y₂O₃溶于硝酸得到100mL2mol/L的Y(NO₃)₃溶液；称取0.0386gTm₂O₃溶于硝酸得到100mL0.001mol/L的Tm(NO₃)₃溶液。

按照SrY_1.999O₄:Tm_0.001 ³⁺Cu_1×10-4的化学计量比，移取20mL0.2mol/LSr(NO₃)₂，3.998mL2mol/L Y(NO₃)₃以及4mL0.001mol/L Tm(NO₃)₃溶液,置于100mL烧杯中形成硝酸混合液，然后称取碳小球CCu120mg加入混合液中，搅拌均匀。在磁力搅拌下,加入40mL沉淀剂草酸溶液(0.5mol/L)，再通过氨水调节pH为8，反应4h后,经过过滤、去离子水和乙醇洗涤、100℃真空干燥2h后得到白色物质，即SrY_1.999(C₂O₄)₄:Tm_0.001 ³⁺CCu_1×10-4前驱体粉末；

将前驱体研磨，放于马弗炉中在空气中于600预烧12小时,研磨，将碳转化为CO₂除去，在玛瑙研钵内研磨均匀,然后再于碳粉还原气氛下1600℃还原2h，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到包覆金属纳米粒子Cu的中空结构的SrY_1.999O₄:Tm_0.001 ³⁺Cu_1×10-4发光材料。

实施例2

制备包覆金属纳米粒子的中空结构SrY_1.9O₄:Dy_0.1 ³⁺Au_1×10-2

Au纳米粒子溶胶的制备：称取41.2mg氯金酸（AuCl₃·HCl·4H₂O）溶解到10mL的去离子水中；当氯金酸完全溶解后，称取14mg柠檬酸钠和6mg十六烷基三甲基溴化铵，并在磁力搅拌的环境下溶解到氯金酸水溶液中；称取3.8mg硼氢化钠和17.6mg抗坏血酸分别溶解到10mL去离子水中，得到10mL浓度为1×10^-2mol/L的硼氢化钠水溶液和10mL浓度为1×10^-2mol/L的抗坏血酸水溶液；在磁力搅拌的环境下，先往氯金酸水溶液中加入5mL硼氢化钠水溶液，搅拌反应5min后再往氯金酸水溶液中加入5mL1×10^-2mol/L的抗坏血酸水溶液，之后继续反应30min，即得20mLAu含量为5×10^-3mol/L的Au纳米粒子溶胶。

CAu的制备：称取0.0057g蔗糖溶解于24mL的无水乙醇中制备得到蔗糖的醇溶液，将16mL上述溶胶加入至蔗糖的醇溶液中，得到混合溶液，将混合溶液转入50mL带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加盖旋紧后，于160℃反应20h，制备得到含有CAu的溶液，离心分离该溶液得到固相物，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次，并于80℃下干燥，即得到CAu，此时金属纳米粒子Au与C的摩尔比为0.4:1；

按照SrY_1.9O₄:Dy_0.1 ³⁺Au_1×10-2的化学计量比，移取2mL2mol/LSr(CH₃COO)₃溶液，19mL0.4mol/L Y(CH₃COO)₃溶液和0.2mL2mol/LDy(CH₃COO)₃溶液,置于100mL烧杯中形成混合液，然后称取碳小球CAu1.2mg加入混合液中，搅拌均匀。在磁力搅拌下,加入25mL沉淀剂草酸溶液(0.8mol/L)中，再通过氨水调节pH为10，反应2h后,经过过滤、去离子水和乙醇洗涤、60℃真空干燥8h后得到白色物质，即SrY_1.9(C₂O₄)₄:Dy_0.1 ³⁺CAu_1×10-2前驱体粉末；

将前驱体研磨，放于马弗炉中在空气中于900℃预烧3小时,研磨，将碳转化为CO₂除去，在玛瑙研钵内研磨均匀,然后再于管式炉中纯H₂还原气氛下1000℃煅烧8h，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到包覆金属纳米粒子Au的中空结构的SrY_1.9O₄:Dy_0.1 ³⁺Au_1×10-2发光材料。

实施例3

制备包覆金属纳米粒子的中空结构SrY_1.995O₄:Tm_0.005 ³⁺Ag_2.5×10-4：

Ag纳米粒子溶胶的制备：称取3.4mg硝酸银（AgNO₃）溶解到18.4mL的去离子水中；当硝酸银完全溶解后，称取42mg柠檬酸钠在磁力搅拌的环境下溶解到硝酸银水溶液中；称取5.7mg硼氢化钠溶到10mL去离子水中，得到10mL浓度为1.5×10^-2mol/L的硼氢化钠水溶液；在磁力搅拌的环境下，往硝酸银水溶液中一次性加入1.6mL1.5×10^-2mol/L的硼氢化钠水溶液，之后继续反应10min，即得20mL Ag含量为1×10^-3mol/L的Ag纳米粒子溶胶。

CAg的制备：称取3.003g葡萄糖溶解于35mL的无水乙醇中制备得到葡萄糖的醇溶液，将5mL上述溶胶加入至葡萄糖的醇溶液中，得到混合溶液，将混合溶液转入50mL带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加盖旋紧后，于180℃反应24h，制备得到含有CAg的溶液，离心分离该溶液得到固相物，用去离子水和无水乙醇分别洗涤2次，并于60℃下干燥，即得到CAg，此时金属纳米粒子Ag与C的摩尔比为5×10^-5:1；

按照SrY_1.995O₄:Tm_0.005 ³⁺Ag_2.5×10-4的化学计量比，移取4mL1mol/LSr(NO₃)₂溶液、7.98mL1mol/L Y(NO₃)₃溶液和2mL0.01mol/L Tm(NO₃)₃溶液,置于100mL烧杯中形成硝酸混合液，然后称取碳小球CAg240mg加入混合液中，搅拌均匀。在磁力搅拌下,加入20mL沉淀剂草酸溶液(1mol/L)中，再通过氨水调节pH为9，反应6h后,经过过滤、去离子水和乙醇洗涤、80℃真空干燥4h后得到白色物质，即SrY_1.995(C₂O₄)₄:Tm_0.005 ³⁺CAg_2.5×10-4前驱体粉末；

将前驱体研磨，放于马弗炉中在空气中于800℃预烧6小时,研磨，将碳转化为CO₂除去，在玛瑙研钵内研磨均匀,然后再于管式炉中在95%N₂+5%H₂弱还原气氛下1200℃煅烧4h，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到包覆金属纳米粒子Ag的中空结构的SrY_1.995O₄:Tm_0.005 ³⁺Ag_2.5×10-4发光材料。

图1是本发明实施例3制备的发光材料与对比例发光材料在3kv电压下的阴极射线发光光谱对比图；其中，曲线1是实施例3制得的包覆金属纳米粒子Ag的SrY_1.995O₄:Tm_0.005 ³⁺Ag_2.5×10-4发光材料的发光光谱，曲线2是对比例未包覆金属纳米粒子的SrY_1.995O₄:Tm_0.005 ³⁺材料的发光光谱。

从图1中可以看出，在455nm处的发射峰，包覆金属纳米粒子后发光材料的发光强度较未包覆前增强了21%。

实施例4

制备包覆金属纳米粒子的中空结构SrY_1.991O₄:Dy_0.009 ³⁺Pd_1×10-5

Pd纳米粒子溶胶的制备：称取0.22mg氯化钯（PdCl₂·2H₂O）溶解到10mL的去离子水中；当氯化钯完全溶解后，称取11.0mg柠檬酸钠和4.0mg十二烷基硫酸钠，并在磁力搅拌的环境下溶解到氯化钯水溶液中；称取0.38mg硼氢化钠溶到100mL去离子水中，得到浓度为1×10^-4mol/L的硼氢化钠还原液；在磁力搅拌的环境下，往氯化钯水溶液中快速加入10mL1×10^-4的硼氢化钠水溶液，之后继续反应20min，即得20mL Pd含量为5×10^-5mol/L的Pd纳米粒子溶胶。

CPd的制备：称取6.005g葡萄糖溶解于36mL的无水乙醇中得到葡萄糖的醇溶液，将4mL上述溶胶加入至葡萄糖的醇溶液中，得到混合溶液，将混合溶液转入50mL带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加盖旋紧后，于120℃反应36h，制备得到含有CPd的溶液，离心分离该溶液得到固相物，用去离子水和无水乙醇分别洗涤2次，并于60℃下干燥，即得到CPd，此时金属纳米粒子Pd与C的摩尔比为1×10^-6:1；

按照SrY_1.991O₄:Dy_0.009 ³⁺Pd_1×10-5的化学计量比，移取5mL0.8mol/LSr(NO₃)₂溶液，19.91mL0.4mol/L Y(NO₃)₃溶液和6mL0.006mol/L Dy(NO₃)₃溶液,置于100mL烧杯中形成硝酸混合液，然后称取碳小球CPd480mg加入混合液中，搅拌均匀。在磁力搅拌下,加入10mL沉淀剂草酸溶液(2mol/L)中，再通过氨水调节pH为8，反应3h后,经过过滤、去离子水和乙醇洗涤、70℃真空干燥6h后得到白色物质，即SrY_1.991(C₂O₄)₄:Dy_0.009 ³⁺CPd_1×10-5前驱体粉末；

将前驱体研磨，放于马弗炉中在空气中于1000℃预烧1小时,研磨，将碳转化为CO₂除去，在玛瑙研钵内研磨均匀,然后再于管式炉中在CO弱还原气氛下1400℃煅烧3h，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到包覆金属纳米粒子Pd的中空结构的SrY_1.991O₄:Dy_0.009 ³⁺Pd_1×10-5发光材料。

实施例5

制备包覆金属纳米粒子的中空结构SrY_1.988O₄:Tm_0.003 ³⁺，Dy_0.009 ³⁺Pt_5×10-3

含Pt纳米粒子溶胶的制备：称取25.9mg氯铂酸(H₂PtCl₆·6H₂O)溶解于17mL的去离子水中；在磁力搅拌的条件下，将400mg柠檬酸钠和600mg十二烷基磺酸钠溶解于上述氯铂酸溶液中；称取1.9mg硼氢化钠溶解于10mL去离子水中，得到浓度为5×10^-3mol/L的硼氢化钠溶液；同时配制10mL浓度为5×10^-2mol/L的水合肼溶液；在磁力搅拌的条件下，先向上述氯铂酸溶液中滴加0.4mL上述硼氢化钠溶液，反应5min后，再向上述氯铂酸溶液中加入2.6mL上述水合肼溶液，继续反应40min，即得20mL Pt纳米粒子浓度为2.5×10^-3mol/L的溶胶。

CPt的制备：称取0.0150g葡萄糖溶解于30mL的无水乙醇中制备得到葡萄糖的醇溶液，将10mL上述溶胶加入至葡萄糖的醇溶液中，得到混合溶液，再将混合溶液转入50mL带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加盖旋紧后，于150℃反应10h，制备得到含有CPt的溶液，离心分离该溶液得到固相物，用去离子水和无水乙醇分别洗涤2次，并于70℃下干燥，即得到CPt，此时金属纳米粒子Pt与C的摩尔比为5×10^-3:1；

称取14.7630g SrCO₃溶于硝酸得到100mL1mol/L的Sr(NO₃)₂溶液;称取17.8910g Y₂(CO₃)₃溶于硝酸得到100mL1mol/L的Y(NO₃)₃溶液;称取0.1295gTm₂(CO₃)₃溶于硝酸得到100mL0.005mol/L的Tm(NO₃)₃溶液；称取0.5050gDy₂(CO₃)₃溶于硝酸得到100mL0.01mol/L的Dy(NO₃)₃溶液。

按照SrY_1.988O₄:Tm_0.003 ³⁺，Dy_0.009 ³⁺Pt_5×10-3的化学计量比，移取4mL1mol/LSr(NO₃)₂溶液，7.8mL1mol/L Y(NO₃)₃溶液、2.4mL0.005mol/L Tm(NO₃)₃溶液以及3.6mL0.01mol/L Dy(NO₃)₃,置于100mL烧杯中形成硝酸混合液，然后称取碳小球CPt48mg加入混合液中，搅拌均匀。在磁力搅拌下,加入40mL沉淀剂草酸溶液(0.5mol/L)中，再通过氨水调节pH为8，反应3h后,经过过滤、去离子水和乙醇洗涤、70℃真空干燥5h后得到白色物质，即SrY_1.988(C₂O₄)₄:Tm_0.003 ³⁺,Dy_0.009 ³⁺CPt_5×10-3前驱体粉末；

将前驱体研磨，放于马弗炉中在空气中于900℃预烧3小时,研磨，将碳转化为CO₂除去，在玛瑙研钵内研磨均匀,然后再于管式炉中在95%N₂+5%H₂弱还原气氛下1100℃煅烧10h，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到包覆金属纳米粒子的中空结构的SrY_1.988O₄:Tm_0.003 ³⁺,Dy_0.009 ³⁺Pt_5×10-3发光材料。

实施例6

制备包覆金属纳米粒子的中空结构SrY_1.95O₄:Dy_0.05 ³⁺(Ag_0.5/Au_0.5)_1.25×10-3

Ag_0.5/Au_0.5纳米粒子溶胶的制备：称取6.2mg氯金酸（AuCl₃·HCl·4H₂O）和2.5mg AgNO₃溶解到28mL的去离子水中；当完全溶解后，称取22mg柠檬酸钠和20mgPVP，并在磁力搅拌的环境下溶解到上述混合溶液中；称取新制备的380mg硼氢化钠溶到10mL去离子水中，得到10mL浓度为1mol/L的硼氢化钠水溶液；在磁力搅拌的环境下，往上述混合溶液中一次性加入0.3mL1mol/L的硼氢化钠水溶液，之后继续反应20min，即得30mL总金属浓度为1×10^-3mol/L的Ag/Au纳米粒子溶胶

C(Ag/Au)的制备：称取0.7131g蔗糖溶解于30mL的无水乙醇中制备得到蔗糖的醇溶液，将10mL上述溶胶加入上述蔗糖的醇溶液中，得到混合溶液，将上述混合溶液转入50mL带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加盖旋紧后，于140℃反应15h，制备得到含有C(Ag/Au)的溶液，离心分离该溶液得到固相物，用去离子水和无水乙醇分别洗涤2次，并于80℃下干燥，即得到C(Ag/Au)，此时金属纳米粒子(Ag/Au)与C的摩尔比为4×10^-4:1；

按照SrY_1.95O₄:Dy_0.05 ³⁺(Ag_0.5/Au_0.5)_1.25×10-3的化学计量比，移取2mL2mol/LSr(NO₃)₂溶液，19.5mL0.4mol/L Y(NO₃)₃溶液以及5mL0.04mol/L Dy(NO₃)₃溶液,置于100mL烧杯中形成硝酸混合液，然后称取碳小球150mg加入混合液中，搅拌均匀。在磁力搅拌下,加入20mL沉淀剂草酸溶液(1mol/L)中，再通过氨水调节pH为9，反应8h后,经过过滤、去离子水和乙醇洗涤、90℃真空干燥3h后得到白色物质，即SrY_1.95(C₂O₄)₄:Dy_0.05 ³⁺C(Ag_0.5/Au_0.5)_1.25×10-3前驱体粉末；

将前驱体研磨，放于马弗炉中在空气中于700℃预烧5小时,研磨，将碳转化为CO₂除去，在玛瑙研钵内研磨均匀,然后再于管式炉中在95%N₂+5%H₂弱还原气氛下1350℃煅烧6h，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到包覆金属纳米粒子(Ag/Au)的中空结构的SrY_1.95O₄:Dy_0.05 ³⁺(Ag_0.5/Au_0.5)_1.25×10-3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)

1.一种掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料，其特征在于，其化学通式为：SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y；其中，SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺为外壳，为包覆，M为内核；Ln为Tm、Dy中的至少一种，M为掺杂金属纳米粒子，选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种，x为Ln³⁺取代Y离子的摩尔数，0＜x≤0.1，y为M与SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺的摩尔之比，0＜y≤1×10^-2。

2.根据权利要求1所述的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料，其特征在于，0.001≤x≤0.05，1×10^-5≤y≤5×10^-3。

3.根据权利要求1所述的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料，其特征在于，包括以下发光材料中的一种：

SrY_1.999O₄:Tm_0.001 ³⁺Cu_1×10-4；SrY_1.9O₄:Dy_0.1 ³⁺Au_1×10-2；SrY_1.995O₄:Tm_0.005 ³⁺Ag_2.5×10-4；SrY_1.991O₄:Dy_0.009 ³⁺Pd_1×10-5；SrY_1.988O₄:Tm_0.003 ³⁺,Dy_0.009 ³⁺Pt_5×10-3；SrY_1.95O₄:Dy_0.05 ³⁺(Ag_0.5/Au_0.5)_1.25×10-3。

4.一种掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将M的盐溶液、起分散作用的助剂和还原剂混合反应，制得M纳米粒子溶胶；

将M纳米粒子溶胶加入蔗糖或葡萄糖的乙醇溶液，得到混合溶液，将混合溶液转入带聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加盖旋紧，在120-200℃反应5-36h，制备得到CM溶液，用去离子水和无水乙醇洗涤多次，离心分离，60-80℃干燥，得到CM固体；其中，表示C包覆M，M纳米粒子与蔗糖或葡萄糖中C元素的摩尔量比为1×10^-6:1～0.4:1；

按照SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y中元素的化学计量比，量取Sr、Y和Ln各自对应的盐溶液，再加入CM固体，搅拌均匀，接着加入草酸沉淀剂，采用氨水再调节pH值至8-10，磁力搅拌下反应2-8h，将产物用去离子水和无水乙醇洗涤多次，抽滤，在60～100℃烘干，得到SrY_2-x(C₂O₄)₄:Ln_x ³⁺CM_y前驱体；其中，CM固体与SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y的摩尔比为0.025:1～10:1，沉淀剂的摩尔量足以完全沉淀Sr、Y和Ln各自对应离子总和且过量25%；

将前驱体研磨，研磨粉体放于马弗炉中、空气气氛下于600～1000℃预烧1～12小时，冷却至室温，研磨预烧得到的样品，然后再将研磨的样品粉末置于管式炉中、还原气氛下于1000～1600℃还原2～8h，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到化学通式为SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺M_y的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材；，其中，其中，SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺为外壳，为包覆，M为内核；Ln为Tm、Dy中的至少一种，M为掺杂金属纳米粒子，选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种，x为Ln³⁺取代Y离子的摩尔数，0＜x≤0.1，y为M与SrY_2-xO₄:Ln_x ³⁺的摩尔之比，0＜y≤1×10^-2。

5.根据权利要求4所述的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，其特征在于，M的盐溶液的浓度为0.8×10^-4mol/L～1×10^-2mol/L。

6.根据权利要求4所述的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，其特征在于，所述助剂为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种；所述助剂的添加量在最终得到的M纳米粒子溶胶中的含量为1×10^-4g/mL～5×10^-2g/mL；所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、柠檬酸钠和硼氢化钠中的至少一种；所述还原剂的添加量与M离子的摩尔比为0.5:1～10:1。

7.根据权利要求4所述的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，其特征在于，将M的盐溶液、起分散作用的助剂和还原剂混合反应10min～45min。

8.根据权利要求4所述的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，其特征在于，Sr、Y和Ln各自对应的盐分别为Sr、Y和Ln各自对应的硝酸盐或乙酸盐。

9.根据权利要求4所述的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，其特征在于，所述还原气氛为体积比为95:5的N₂和H₂混合还原气氛、碳粉还原气氛、纯H₂还原气氛中的至少一种。

10.根据权利要求4所述的掺杂金属纳米粒子的氧化钇锶发光材料的制备方法，其特征在于，0.001≤x≤0.05，1×10^-5≤y≤5×10^-3。