CN104746125B - 一种钛酸盐余辉粒子@zms‑5复合材料的电化学组装方法 - Google Patents

一种钛酸盐余辉粒子@zms‑5复合材料的电化学组装方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104746125B
CN104746125B CN201510099716.6A CN201510099716A CN104746125B CN 104746125 B CN104746125 B CN 104746125B CN 201510099716 A CN201510099716 A CN 201510099716A CN 104746125 B CN104746125 B CN 104746125B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tio
zms
solution
zsm
composites
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510099716.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104746125A (zh
Inventor
王庆辉
韩丽营
其他发明人请求不公开姓名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China University of Science and Technology
Original Assignee
North China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China University of Science and Technology filed Critical North China University of Science and Technology
Priority to CN201510099716.6A priority Critical patent/CN104746125B/zh
Publication of CN104746125A publication Critical patent/CN104746125A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104746125B publication Critical patent/CN104746125B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本文涉及一种钛酸盐余辉粒子@ZMS‑5复合材料的电化学组装方法，以长余辉发光客体Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+溶胶为电泳液，ZMS‑5为工作电极，采用阴极电泳沉积法，成功合成了Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS‑5复合材料，该复合材料在药物输送、生物标记等领域具有重要的应用价值。

Description

一种钛酸盐余辉粒子@ZMS-5复合材料的电化学组装方法
技术领域
本发明涉及一种钛酸盐余辉粒子@ZMS-5复合材料的电化学组装方法，属于无机非金属材料领域。
背景技术
介孔分子筛材料作为组装主体在主客体组装化学中得到了广泛的应用，利用主客体材料各自的物理和化学性质及其相互间的反应不仅可以改善客体的性能，还能充分利用介孔材料有序，均一的孔道作为模板定向制备特定结构的新型材料。其中ZSM-5型介孔分子筛不仅具有孔道排列有序、大小均一、孔径可以在2~50nm内连续可调等重要特点，而且还具有较大的孔容、高的比表面积、孔道表面可进行物理吸附或化学修饰等优点，其发达的孔道系统使分子在其内部容易扩散，同时具有良好的耐酸性、热稳定性、水蒸气稳定性。
稀土激活的钛酸盐是一种极具发展潜力的红色长余辉材料，目前研究的稀土元素掺杂的钛酸盐长余辉发光材料的基质主要是指碱土钛酸盐体系。自Diallo等1997年首次报道CaTiO3:Pr3+具有红色长余辉发光特性以来，作为一种新型的红色长余辉发光材料体系—稀土离子掺杂的碱土钛酸盐系列红色长余辉发光材料，近年来的研究异常活跃。近来人们研究还发现，引入Zn2+的取代Ca的晶格位置，所形成的ZnxCa(1-x)TiO3:Pr3+，具有更强的余辉性能。
本发明涉及的一种钛酸盐余辉粒子@ZMS-5复合材料的电化学组装方法，采用溶胶电泳沉积法，将Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+与介孔ZSM-5进行组装，使介孔ZSM-5材料实现长余辉功能化，这种复合材料在药物缓释、生物标记等领域具有重要的作用。
发明内容
一种钛酸盐余辉粒子@ZMS-5复合材料的电化学组装方法，具体发明内容如下：
1）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+溶胶的制备：按摩尔比Ca(NO3)24H2O：Zn(NO3)26H2O：CH3COOH=4：1：10~12，将Ca(NO3)24H2O和Zn(NO3)26H2O共同溶于6mol/L乙酸水溶液中，记为溶液A；按体积比C16H36O4Ti：C2H5OH=1：3~5，将C16H36O4Ti溶于无水乙醇中，记为溶液B；将Pr(NO3)6 6H2O晶体溶解到无水乙醇中，配制成浓度为0.5~1mol/L乙醇溶液，记为溶液C；按摩尔比Ca(NO3)24H2O：C16H36O4Ti：Pr(NO3) 66H2O=0.8：1：0.001~0.01将溶液A、B、C混合，混合方式为溶液A和溶液C依次缓慢加入搅拌着的溶液B中，混合后继续搅拌1~2h，再用6mol/L乙酸水溶液调节pH值至3~4，转移至60~80℃水浴中陈化5~10h，形成Zn0.2Ca0.8TiO3: Pr3+溶胶；
2）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5的电化学组装，具体步骤包括：
（1）工作电极的制备：按质量比ZSM-5：粘结剂=10：1取ZSM-5原粉与粘结剂混均，密封后室温陈化10~24h；混合料在5~12Mpa的压力、保压时间20s的条件下，压制成型为直径10~20mm，厚度1~3mm的圆型ZSM-5薄片，将ZSM-5薄片于60~80℃干燥5~10h，再于500~600℃下煅烧1h，获得ZSM-5电极材料，将其用银导电胶粘接到石墨电极板上，即为工作电极；
（2）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5组装：采用电泳沉积法，需先将工作电极放入无水乙醇中浸泡1~2h，并用超声清洗10~30min；以石墨电极板作为阳极，工作电极作为阴极，步骤1）中制备的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+溶胶作为工作液，进行电泳沉积，沉积结束后将ZSM-5薄片的从石墨电极板上移取下来，用无水乙醇反复清洗三遍，于80~100℃干燥5~10h，再经热处理，获得Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料。
2、步骤2）中工作电极的制备所使用的ZSM-5原粉的粒径为0.2~4.0µm。
3、步骤2）中工作电极的制备所使用的ZSM-5原粉粘结剂为质量分数4wt%的PVA水溶液。
4、步骤2）中电泳沉积过程中两电极间距离为3cm，电压为5~12V间的任意恒定值，沉积时间为0.5~5h。
5、步骤2）中产物的热处理制度为：室温~150℃，升温速率为2℃/min, 150℃保温1h；150~600℃，升温速率为3℃/min, 600℃保温1h；600℃~最高热处理温度，升温速率为3℃/min, 最高热处理温度为700~900℃间的任意温度，最高热处理温度保温1~2h。
附图说明
图1为本发明涉及的电泳沉积装置示意图；
图2为实例1合成的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的XRD图；
图3为本发明涉及的ZMS-5原粉（图3a）的SEM图和实例1合成的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5（图3b）复合材料的SEM图；
图4 为实例1合成的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的荧光光谱图；
图5 为实例1合成的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的余辉光谱图；
图6 为实例1合成的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的余辉衰减曲线；
图7 为实例1合成的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的热释光谱图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，本发明不受这些制造实例所限。
实例1
1）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+溶胶的制备：按摩尔比Ca(NO3)24H2O：Zn(NO3)26H2O：CH3COOH=4：1：10，将Ca(NO3)24H2O和Zn(NO3)26H2O共同溶于6mol/L乙酸水溶液中，记为溶液A；按体积比C16H36O4Ti：C2H5OH=1：4，将C16H36O4Ti溶于无水乙醇中，记为溶液B；将Pr(NO3)6 6H2O晶体溶解到无水乙醇中，配制成浓度为0.5mol/L乙醇溶液，记为溶液C；按摩尔比Ca(NO3)24H2O：C16H36O4Ti：Pr(NO3) 66H2O=0.8：1：0.001将溶液A、B、C混合，混合方式为溶液A和溶液C依次缓慢加入搅拌着的溶液B中，混合后继续搅拌2h，再用6mol/L乙酸水溶液调节pH值至3，于60℃水浴中陈化10h，形成Zn0.2Ca0.8TiO3: Pr3+溶胶。
2）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5的电化学组装，具体步骤包括：
（1）工作电极的制备：按质量比ZSM-5：粘结剂=10：1，取粒径为0.2~1.0µm 的ZSM-5原粉与粘结剂4wt%的PVA水溶液混合，密封后室温陈化12h；混合料在12Mpa的压力、保压时间20s的条件下，压制成型为直径13mm，厚度2mm的圆型ZSM-5薄片，将ZSM-5薄片于70℃干燥10h，再于500℃下煅烧1h，获得ZSM-5电极材料，将其用银导电胶粘接到石墨电极板上，即为工作电极。
（2）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5组装：在电泳沉积之前，需将工作电极放入无水乙醇中浸泡1h，并用超声清洗20min；以石墨电极板作为阳极，工作电极作为阴极，步骤1）中制备的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+溶胶作为工作液，两电极间距离为3cm，电压为10V，沉积时间为1h的条件下进行电泳沉积；沉积结束后将ZSM-5薄片的从石墨电极板上移取下来，用无水乙醇反复清洗三遍，于90℃干燥6h，再经热处理，热处理制度为：室温~150℃，升温速率为2℃/min,150℃保温1h；150~600℃，升温速率为3℃/min, 600℃保温1h；600℃~800℃，升温速率为3℃/min，800℃保温1h，冷却至室温后获得Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料。
实例2
1）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+溶胶的制备：按摩尔比Ca(NO3)24H2O：Zn(NO3)26H2O：CH3COOH=4：1：10，将Ca(NO3)24H2O和Zn(NO3)26H2O共同溶于6mol/L乙酸水溶液中，记为溶液A；按体积比C16H36O4Ti：C2H5OH=1：4，将C16H36O4Ti溶于无水乙醇中，记为溶液B；将Pr(NO3)6 6H2O晶体溶解到无水乙醇中，配制成浓度为0.5mol/L乙醇溶液，记为溶液C；按摩尔比Ca(NO3)24H2O：C16H36O4Ti：Pr(NO3) 66H2O=0.8：1：0.002将溶液A、B、C混合，混合方式为溶液A和溶液C依次缓慢加入搅拌着的溶液B中，混合后继续搅拌2h，再用6mol/L乙酸水溶液调节pH值至3，于60℃水浴中陈化10h，形成Zn0.2Ca0.8TiO3: Pr3+溶胶。
2）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5的电化学组装，具体步骤包括：
（1）工作电极的制备：按质量比ZSM-5：粘结剂=10：1，取粒径为0.2~1.0µm 的ZSM-5原粉与粘结剂4wt%的PVA水溶液混合，密封后室温陈化12h；混合料在12Mpa的压力、保压时间20s的条件下，压制成型为直径13mm，厚度1mm的圆型ZSM-5薄片，将ZSM-5薄片于70℃干燥10h，再于600℃下1h煅烧，获得ZSM-5电极材料，将其用银导电胶粘接到石墨电极板上，即为工作电极。
（2）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5组装：在电泳沉积之前，需将工作电极放入无水乙醇中浸泡1h，并用超声清洗30min；以石墨电极板作为阳极，工作电极作为阴极，步骤1）中制备的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+溶胶作为工作液，两电极间距离为3cm，电压为10V，沉积时间为1h的条件下进行电泳沉积；沉积结束后将ZSM-5薄片的从石墨电极板上移取下来，用无水乙醇反复清洗三遍，于90℃干燥6h，再经热处理，热处理制度为：室温~150℃，升温速率为2℃/min,150℃保温1h；150~600℃，升温速率为3℃/min, 600℃保温1h；600℃~900℃，升温速率为3℃/min，900℃保温1h，冷却至室温后获得Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料。

Claims (5)

1.一种Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的电化学组装方法，其步骤包括：
1）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+溶胶的制备：按摩尔比Ca(NO3)2•4H2O：Zn(NO3)2•6H2O：CH3COOH= 4：1：10~12，将Ca(NO3)2•4H2O和Zn(NO3)2•6H2O共同溶于6mol/L乙酸水溶液中，记为溶液A；按体积比C16H36O4Ti：C2H5OH=1：3~5，将C16H36O4Ti溶于无水乙醇中，记为溶液B；将Pr(NO3)6 •6H2O晶体溶解到无水乙醇中，配制成浓度为0.5~1mol/L Pr(NO3) 6溶液，记为溶液C；按摩尔比Ca(NO3)2•4H2O：C16H36O4Ti：Pr(NO3) 6•6H2O=0.8：1：0.001~0.01将溶液A、B、C混合，混合方式为溶液A和溶液C依次缓慢加入搅拌着的溶液B中，混合后继续搅拌1~2h，再用6mol/L乙酸水溶液调节pH值至3~4，转移至60~80℃水浴中陈化5~10h，形成Zn0.2Ca0.8TiO3: Pr3+溶胶；
2）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5的电化学组装，具体步骤包括：
（1）工作电极的制备：按质量比ZSM-5：粘结剂=10：1取ZSM-5原粉与粘结剂混均，密封后室温陈化10~24h；混合料在5~12MPa的压力、保压时间20s的条件下，压制成型为直径10~20mm，厚度1~3mm的圆型ZSM-5薄片，将ZSM-5薄片于60~80℃干燥5~10h，再于500~600℃下煅烧1h，获得ZSM-5电极，将其用银导电胶粘接到石墨电极板上，即为工作电极；
（2）Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5组装：先将工作电极放入无水乙醇中浸泡1~2h，并用超声清洗10~30min；然后以石墨电极板作为阳极，工作电极作为阴极，步骤1）中制备的Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+溶胶作为工作液，进行电泳沉积，沉积结束后将ZSM-5薄片从石墨电极板上移取下来，用无水乙醇反复清洗三遍，于80~100℃干燥5~10h，再经热处理，获得Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料。
2.如权利要求1所述的一种Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的电化学组装方法，其特征在于：步骤2）中工作电极的制备所使用的ZSM-5原粉的粒径为0.2~4.0µm。
3.如权利要求1所述的一种Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的电化学组装方法，其特征在于：步骤2）中工作电极的制备所使用的粘结剂为4wt%的PVA水溶液。
4.如权利要求1所述的一种Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的电化学组装方法，其特征在于：步骤2）中电泳沉积过程中两电极间距离为3cm，电压为5~12V间的任意恒定值，沉积时间为0.5~5h。
5.如权利要求1所述的一种Zn0.2Ca0.8TiO3:Pr3+@ZMS-5复合材料的电化学组装方法，其特征在于：步骤2）中产物的热处理方式为：室温~150℃，升温速率为2℃/min， 150℃保温1h；150~600℃，升温速率为3℃/min，600℃保温1h；600℃~最高热处理温度，升温速率为3℃/min, 最高热处理温度为700~900℃间的任意温度，最高热处理温度保温1~2h。
CN201510099716.6A 2015-03-08 2015-03-08 一种钛酸盐余辉粒子@zms‑5复合材料的电化学组装方法 Active CN104746125B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510099716.6A CN104746125B (zh) 2015-03-08 2015-03-08 一种钛酸盐余辉粒子@zms‑5复合材料的电化学组装方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510099716.6A CN104746125B (zh) 2015-03-08 2015-03-08 一种钛酸盐余辉粒子@zms‑5复合材料的电化学组装方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104746125A CN104746125A (zh) 2015-07-01
CN104746125B true CN104746125B (zh) 2017-04-26

Family

ID=53586354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510099716.6A Active CN104746125B (zh) 2015-03-08 2015-03-08 一种钛酸盐余辉粒子@zms‑5复合材料的电化学组装方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104746125B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106010521A (zh) * 2016-06-15 2016-10-12 江苏南瓷绝缘子股份有限公司 一种钛酸锌发光材料的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103050572B (zh) * 2012-12-06 2016-04-06 燕山大学 一种钙钛矿/石墨烯复合薄膜电极的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104746125A (zh) 2015-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Up-conversion luminescence and near-infrared quantum cutting in Y 6 O 5 F 8: RE 3+(RE= Yb, Er, and Ho) with controllable morphologies by hydrothermal synthesis
Li et al. Sol–gel synthesis, structure and luminescence properties of Ba2ZnMoO6: Eu3+ phosphors
Som et al. Dopant distribution and influence of sonication temperature on the pure red light emission of mixed oxide phosphor for solid state lighting
CN101338188B (zh) 一种具有高初始荧光强度的长余辉发光材料的制备方法
CN105694888A (zh) 一种Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料及其制备方法
Novais et al. Optical characterization and the energy level scheme for NaYP2O7: Ln3+ (Ln= Ce, Sm, Eu, Tb, Yb)
Li et al. Hydrothermal synthesis and luminescent properties of color-tunable Dy3+ doped and Eu3+/Tb3+ co-doped MMoO4 (M= Ca, Sr, Ba) phosphors
CN106753359A (zh) 一种蓝光激发Mn4+掺杂的氟氧化物红色荧光粉及制备方法
CN104746125B (zh) 一种钛酸盐余辉粒子@zms‑5复合材料的电化学组装方法
Yan et al. Chemical co-precipitation synthesis of luminescent BixY1− xVO4: RE (RE= Eu3+, Dy3+, Er3+) phosphors from hybrid precursors
Xue et al. Synthesis and luminescence properties of SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ nanosheets
Hirano et al. Hydrothermal formation and characteristics of rare-earth niobate phosphors and solid solutions between YNbO4 and TbNbO4
Xu et al. Effects of the Ho3+/Yb3+ concentration ratio on the structure and photoluminescence of ZnO films
Wanjun et al. Photoluminescence properties Pr3+ and Bi3+-codoped CaTiO3 phosphor prepared by a peroxide-based route
Hirano et al. Intense up-conversion luminescence of Er3+/Yb3+ co-doped YNbO4 through hydrothermal route
CN103087716A (zh) 稀土掺杂六方相氟化铈钠纳米晶的合成方法
Hwang et al. Low-temperature synthesis of LiEuMo 2 O 8 red phosphor for a white-light-emitting diode
CN105752957A (zh) 采用自牺牲模板法制备纳米级稀土磷酸盐荧光粉的方法
Koparkar et al. Synthesis and effect of partially replacement of Y 3+ to La 3+-ions on their photoluminescence properties of (Y (1− x) La x) PO 4: Eu 3+ phosphor
CN1844305A (zh) 钇铝石榴石制备方法
CN105419795A (zh) 一种掺杂镨或镨锌的钛酸锶纳米红色荧光粉体及制备方法
Di et al. Structure-induced change of luminescent properties in the hydrated and dehydrated YPO4: Tb
Lien et al. Influence of Annealing Temperature and Gd and Eu Concentrations on Structure and Luminescence Properties of (Y, Gd) BO 3: Eu 3+ Phosphors Prepared by Sol–Gel Method
Lim Preparation of SrGd 2 (MoO 4) 4: Er 3+/Yb 3+ Phosphors by the Microwave-Modified Sol-Gel Method and Their Upconversion Photoluminescence Properties
CN104263367A (zh) 一种掺杂稀土元素Eu、Sm的混合碱土金属钨酸盐发光材料及其合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Xinhua Xidao 063000 Hebei province Tangshan City Lunan District No. 46

Applicant after: North China Polytechnics

Address before: Xinhua Xidao 063000 Hebei province Tangshan City Lunan District No. 46

Applicant before: Hebei United University

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant