CN105040408B - 一种紫外可见光吸收剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种紫外可见光吸收剂及其应用，所述紫外可见光吸收剂以硫酸镧、钨酸铵和硫酸铈为原料，通过共沉淀法制备而得；所述紫外可见光吸收剂的结构式为La2(WO4)3:Ce4+；所述La2(WO4)3:Ce4+中Ce4+的质量百分含量为4~8%；所述紫外可见光吸收剂能吸收紫外光，作为紫外光吸收剂方面的应用；本发明制备的La2(WO4)3:Ce4+在240nm波长处具有最大吸收，且在紫外区的吸收能力远远强于可见区的吸收能力，具有吸收波长范围宽、吸收能力强、效率高及能吸收紫外光的优点；且La2(WO4)3:Ce4+制备简单、性质稳定、安全性高，具有良好的可推广性和市场前景。
Description
技术领域
本发明属于紫外光吸收材料技术领域，具体涉及一种紫外可见光吸收剂及其应用。
背景技术
La2(WO4)3是一种重要的稀土功能材料，其可被用作催化剂、高效光基质半导体材料；由于WO4 2-共价键成分明显，多面体中氧离子受到邻近高价态钨极化作用而使激活离子的浓度猝灭效应减弱，对提高掺杂离子的浓度非常有利，使所需晶体的长度大为缩短，晶体具有吸收峰宽、增益大和效率高的优点，因此La2(WO4)3是一种具有良好应用前景的紫外可见光吸收材料。
紫外光辐射能量占太阳辐射总量的8%，紫外线的能量较高，对人体影响较大，会引起红斑作用，也是引起白内障、免疫系统能力下降的主要原因之一，紫外线还会使皮肤老化、干燥、皱纹增加，产生红斑和色素沉着，严重的会有致皮肤癌的危险。La2(WO4)3具有半导体性质，在紫外线照射下，电子被激发由价带向导带跃迁，引起紫外光吸收，吸收紫外线能力强；另外，由于La2(WO4)3具有较高的化学稳定性、热稳定性和非迁移性，且无味、无毒、无刺激性，因此可加入到传统纺织品中，开发得到诸如抗紫外线、抗菌、抗红外线、抗静电、导电、耐日晒、抗老化等功能性纺织纤维产品，用以吸收紫外线，将紫外线能量转换成热能或其它无害低能形式予以释放或消耗，具有防暑，隔热等性能。此外，La2(WO4)3还可以作为紫外线吸收剂添加到防晒霜中使用，制得全波段防晒剂，这样可以大大减少紫外线的辐射，提高了对皮肤的安全性。
向化合物中掺杂稀土元素会增强其对紫外可见光的吸收性能，现有研究报道魏艳萍采用提拉法生长出了纯的Tm3+等离子掺杂的大尺寸优质的NaLa(WO4)2晶体，其晶体在800nm附近的吸收峰半高宽和吸收截面较大，有利于用LD泵浦（魏艳萍，游振宇，朱昭捷,等. 稀土掺杂钨酸镧钠激光晶体的生长及其性能研究[J]. 人工晶体学报. 2008, 37(3):543-550）；中国科技大学的顾军采用水热和溶剂热法制备稀土掺杂的钨酸镧钠(NaLa(WO4)2)微、纳米尺度的发光材料，纳米晶的大小约为300nm，对Eu3+掺杂的梭形NaLa(WO4)2纳米晶光学性能进行了研究，分别显示了强的红光和绿光发射，长的荧光寿命和较高的淬灭浓度（顾军. 稀土掺杂钨酸镧钠发光材料的制备及其光学性能的研究[J]. 合肥：中国科技大学，2009）；南开大学的张宇采用提拉法生长了不同Yb/Er掺杂浓度的钨酸镧钾晶体，该晶体对980 nm的光有很好的吸收（ 张宇. 稀土离子掺杂钨酸镧钾和磷酸钆钾晶体的生长和光谱性质研究. 天津：南开大学，2012）。
由于Ce4+的独特光学性质，向La2(WO4)3中掺杂Ce4+，其会大大增强La2(WO4)3对紫外可见光的吸收性能。然而，目前关于Ce4+掺杂La2(WO4)3化合物及其制备方法鲜有报道。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种紫外可见光吸收剂，该紫外可见光吸收剂具有良好的紫外光吸收能力。
本发明的另一目的是提供上述紫外可见光吸收剂能吸收紫外光、作为紫外光吸收剂方面的应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种紫外可见光吸收剂，所述紫外可见光吸收剂以硫酸镧、钨酸铵和硫酸铈为原料，通过共沉淀法制备而得，所述紫外可见光吸收剂的结构式为La2(WO4)3:Ce4+；所述La2(WO4)3:Ce4+中Ce4+的质量百分含量为4~8%。
具体采用如下步骤制备而得：
1）配制浓度为0.10 ~0.13 mol·L-1的氧化镧溶液和质量浓度为70%~85%的硫酸溶液，向所述氧化镧溶液中滴加所述硫酸溶液，于40~60℃反应2~3 h生成La2(SO4)3；其中，所述氧化镧溶液与所述硫酸溶液的体积比为3:5~2:3；
2）配制浓度为0.30~0.50mol·L-1的钨酸溶液，向所述钨酸溶液中加入氨水，反应制备钨酸铵；其中，所述钨酸溶液与氨水的体积比为1:4~1:3；
3）向步骤1）反应后的La2(SO4)3溶液中滴加步骤2）反应后的钨酸铵溶液，生成白色沉淀后，再加入Ce(SO4)2·4H2O溶液继续反应30~60 min，使沉淀物混合均匀，得到胶体；其中，Ce(SO4)2·4H2O溶液的浓度为0.005~0.025mol·L-1；所述Ce(SO4)2·4H2O溶液、钨酸铵溶液和La2(SO4)3溶液的体积比为1:6.5:8.5~1:3.6:4.5；
4）将步骤3）得到的胶体静止陈化3~10 h，陈化后将沉淀物倒入分液漏斗中水洗和醇洗若干次；
5）将步骤4）洗涤后的沉淀于90~100℃干燥4~7 h后，研磨得到前驱体；
6）将步骤5）得到的前驱体在马弗炉中进行煅烧得到La2(WO4)3:Ce4+，其中，煅烧温度为500~900℃，煅烧时间为1~3 h。
上述紫外可见光吸收剂能吸收紫外光，作为紫外光吸收剂方面的应用。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过共沉淀法将Ce4+掺杂进La2(WO4)3中制备La2(WO4)3:Ce4+，并通过紫外可见分光光度法对制备的La2(WO4)3:Ce4+进行测试，发现制备的La2(WO4)3:Ce4+最大吸收波长为240nm，且在紫外区的吸收能力远远强于可见区的吸收能力，具有吸收波长范围宽、吸收能力强、效率高及能吸收紫外光的优点，对紫外光具有良好的吸收效果，可以作为紫外线吸收剂被用作抗紫外线材料中，有效减少紫外线对人体健康的伤害，具有广泛的应用前景。
2、本发明通过XRD分析发现制得的La2(WO4)3:Ce4+中，Ce4+掺杂对La2(WO4)3晶体结构几乎没有影响；通过TG-DTA分析发现制得的La2(WO4)3:Ce4+具有良好的热稳定性能；通过SEM电镜分析发现制得的La2(WO4)3:Ce4+颗粒分布均匀，粒径细小；从上述分析可以综合看出，本发明制得的La2(WO4)3:Ce4+性能优良，性质稳定。
3、本发明La2(WO4)3:Ce4+具有较高的化学稳定性、热稳定性和非迁移性，且无味、无毒、无刺激性，使用安全性高，可广泛作为紫外光吸收剂被用于纺织物、化妆品中。
4、本发明通过XFS分析验证制得的La2(WO4)3:Ce4+中杂质含量少，并未引入过多的杂质元素，具有良好的品质，可以降低对人体健康危害的风险。
5、本发明La2(WO4)3:Ce4+制备工艺简单，原料易得，使用的试验设备均为常用设备，具有良好的可推广性。
附图说明
图1为实施例1制得的La2(WO4)3:Ce4+的XRD图；
图2为Pattern: PDF 00-082-2068卡片的XRD图；
图3为实施例1制得的La2(WO4)3:Ce4+的SEM图1；
图4为实施例1制得的La2(WO4)3:Ce4+的SEM图2；
图5为实施例2制得的La2(WO4)3:Ce4+的FT-IR图；
图6为实施例3制得的La2(WO4)3:Ce4+的TG-DTA图；
图7为实施例3制得的La2(WO4)3:Ce4+的紫外-可见光吸收性能图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程，来说明本发明具有创造性，但本发明的保护范围不限于以下的实施例。下述实施例中使用的原料如无特殊说明，则为普通市售产品。
实施例1 一种紫外可见光吸收剂，采用如下制备方法制备：
1）配制浓度为0.10 mol·L-1的氧化镧溶液和质量浓度为70%的硫酸溶液，向所述氧化镧溶液中滴加硫酸溶液，于40℃反应2 h生成La2(SO4)3；其中，所述氧化镧溶液与所述硫酸溶液的体积比为2:3；
2）配制浓度为0.30 mol·L-1的钨酸溶液，并向钨酸溶液中加入氨水，反应制备钨酸铵；其中，所述钨酸溶液与氨水的体积比为1:3；
3）向步骤1）生成的La2(SO4)3溶液中滴加步骤2）生成的钨酸铵溶液，直到形成白色沉淀后，再加入Ce(SO4)2·4H2O溶液继续反应30 min，使沉淀物混合均匀，得到白色胶体；其中，Ce(SO4)2·4H2O溶液的浓度为0.005 mol·L-1；Ce(SO4)2·4H2O溶液、钨酸铵溶液和La2(SO4)3溶液的体积比为1:3.6:4.5；
4）将步骤3）得到的白色胶体静止陈化3 h，陈化后将沉淀物倒入分液漏斗中水洗和醇洗若干次，直至用氯化钡溶液检测洗涤液中不含有硫酸根离子为止；
5）将步骤4）洗涤后的沉淀于90℃干燥4 h后，研磨得到前驱体；
6）将步骤5）得到的前驱体在马弗炉中500℃下进行煅烧1 h，得到紫外可见光吸收剂La2(WO4)3:Ce4+；其中，La2(WO4)3:Ce4+中Ce4+的质量百分含量为8%。
用X射线荧光光谱分析法对制得的La2(WO4)3:Ce4+进行分析，分析结果如表1所示：
表1 XFS分析结果
| 成分 | La2(WO4)3 | Ce | Fe | Ca | S | P | Si |
| 质量含量/% | 88.02 | 8.0 | 0.066 | 0.15 | 1.07 | 0.15 | 0.20 |
表1是La2(WO4)3:Ce4+的XFS检测以La2(WO4)3主要化合物形式输出的分析结果，由检测结果可知，La2(WO4)3占样品的质量分数为88.02%，Ce4+掺杂量为8.0%。制得的La2(WO4)3:Ce4+中杂质元素主要是S，是由反应原料硫酸盐引入的，Fe、Ca、P和Si均未出现在原料中，可能是由原料不纯、洗涤或煅烧的转移过程中所引入的。
对制得的La2(WO4)3:Ce4+进行XRD分析晶型，结果如图1和图2所示，其中图1为本实施例制得的La2(WO4)3:Ce4+的XRD图，图2是Pattern: PDF 00-082-2068卡片的XRD图；分析图1和图2得到结论：La2(WO4)3:Ce4+的XRD图在2Ѳ角为28°左右出现两个峰，与Pattern: PDF00-082-2068卡片比对可知，Ce4+成功掺杂进La2(WO4)3，可知在700℃下煅烧样品为La2(WO4)3:Ce4+，形成较良好的晶体；将样品XRD图中的主要峰与标准的La2(WO4)3谱中的峰相对应，发现少量的Ce4+掺杂对La2(WO4)3晶体结构几乎没有影响，主要峰与Pattern: PDF 00-082-2068卡片的各峰位置相比较，强峰位置均向高度角发生了偏移，可能是由于Ce4+掺杂，取代了W6+的位置，在2Ѳ角为40°左右，出现了较弱的新峰，故可能是由于Ce4+掺杂量过多，出现了掺杂物的弱峰所引起的。
采用SEM电子扫描电镜对制得的La2(WO4)3:Ce4+进行形貌分析，结果如图3和图4所示，由图3和图4可以看出：La2(WO4)3:Ce4+粉体的表面呈海绵状，粉体颗粒分布均匀，粒径大约在1~5 μm之间。
实施例2 一种紫外可见光吸收剂，采用如下制备方法制备：
1）配制浓度为0.12 mol·L-1的氧化镧溶液和质量浓度为80%的硫酸溶液，向所述氧化镧溶液中滴加硫酸溶液，于50℃反应2.5h生成La2(SO4)3；其中，所述氧化镧溶液与所述硫酸溶液的体积比为5:8；
2）配制浓度为0.40 mol·L-1的钨酸溶液，并向钨酸溶液中加入氨水，反应制备钨酸铵；其中，所述钨酸溶液与氨水的体积比为2:7；
3）向步骤1）生成的La2(SO4)3溶液中滴加步骤2）生成的钨酸铵溶液，直到形成白色沉淀后，再加入Ce(SO4)2·4H2O溶液继续反应45 min，使沉淀物混合均匀，得到白色胶体；其中，Ce(SO4)2·4H2O溶液的浓度为0.015 mol·L-1；Ce(SO4)2·4H2O溶液、钨酸铵溶液和La2(SO4)3溶液的体积比为1:6.5:8.5；
4）将步骤3）得到的白色胶体静止陈化7 h，陈化后将沉淀物倒入分液漏斗中水洗和醇洗若干次，直至用氯化钡溶液检测洗涤液中不含有硫酸根离子为止；
5）将步骤4）洗涤后的沉淀于95℃干燥5.5h后，研磨得到前驱体；
6）将步骤5）得到的前驱体在马弗炉中700℃下进行煅烧2 h，得到紫外可见光吸收剂La2(WO4)3:Ce4+，其中，La2(WO4)3:Ce4+中Ce4+的质量百分含量为4%。
对本实施例制得的La2(WO4)3:Ce4+进行FT-IR分析，试验结果如图5所示，由图5可以看出在3390.15cm-1处的吸收峰，是压片时样品吸收空气中的水蒸汽的羟基振动引起的；在1528.23cm-1处的吸收峰归于La-键的振动引起的；在1157.78cm-1左右的峰是SO4 2-的吸收峰，是由于所用原料均为硫酸盐，而洗涤硫酸根不干净所造成的；在1528.23cm-1与1157.78cm-1之间出现的一个小峰应归于Ce4+的吸收峰，由于Ce4+掺杂的量极小，所以该峰不是很明显；在672.87cm-1处的峰应归于WO4 2-中的W-O链振动的吸收峰。由上述红外光谱分析可知：本实施例中Ce4+成功掺杂进La2(WO4)3中。
实施例3 一种紫外可见光吸收剂，采用如下制备方法制备：
1）配制浓度为0.15 mol·L-1的氧化镧溶液和质量浓度为85%的硫酸溶液，向所述氧化镧溶液中滴加硫酸溶液，于60℃反应3 h生成La2(SO4)3；其中，所述氧化镧溶液与所述硫酸溶液的体积比为3:5；
2）配制浓度为0.50 mol·L-1的钨酸溶液，并向钨酸溶液中加入氨水，反应制备钨酸铵；其中，所述钨酸溶液与氨水的体积比为1:4；
3）向步骤1）生成的La2(SO4)3溶液中滴加步骤2）生成的钨酸铵溶液，直到形成白色沉淀后，再加入Ce(SO4)2·4H2O溶液继续反应60 min，使沉淀物混合均匀，得到白色胶体；其中，Ce(SO4)2·4H2O溶液的浓度为0.025 mol·L-1；Ce(SO4)2·4H2O溶液、钨酸铵溶液和La2(SO4)3溶液的体积比为1:6.5:8.5；
4）将步骤3）得到的白色胶体静止陈化10 h，陈化后将沉淀物倒入分液漏斗中水洗和醇洗若干次，直至用氯化钡溶液检测洗涤液中不含有硫酸根离子为止；
5）将步骤4）洗涤后的沉淀于100℃干燥7 h后，研磨得到前驱体；
6）将步骤5）得到的前驱体在马弗炉中900℃下进行煅烧3 h，得到紫外可见光吸收剂La2(WO4)3:Ce4+，其中，产物La2(WO4)3:Ce4+中Ce4+的质量百分含量为4%。
对本实施例制得的La2(WO4)3:Ce4+进行TG-DTA分析，结果如图6所示，由图6可知La2(WO4)3:Ce4+的TG曲线从60℃～360℃有所下降，表明产品的质量在减少，可能是由于粉体中自由水挥发所引起的；超过360℃后，TG曲线比较平滑，说明粉体质量比较稳定，热稳定性能好。粉体的DSC曲线在40℃～80℃有吸热峰，是由于产品上附着的水分被蒸发，带走了一部分的热量；粉体在80℃～380℃明显是一个放热过程，是由于粉体晶型开始转变所引起的；在380℃～700℃是一个吸热阶段，可能是由于粉体晶体形成过程；在700℃后DSC趋于平缓，说明该粉体在700℃后更为稳定。由上述分析可以看出，本实施例制得的La2(WO4)3:Ce4+具有良好的热稳定性，性质稳定。
进一步，继续研究制得的La2(WO4)3:Ce4+对紫外-可见光吸收性能的影响，主要研究不同煅烧温度对吸收性能的影响，选取煅烧温度分别为500、600、700、800和900℃得的La2(WO4)3:Ce4+进行研究，结果如图7所示；从图7可以看出：在各个温度下煅烧得到的粉体的最大吸收波长均为240nm，而且在紫外区的吸收能力远远强于可见区的吸收能力，说明本发明制得的La2(WO4)3:Ce4+可有效地吸收紫外光，作为紫外光吸收原料；在700℃煅烧制得的粉体对紫外-可见光的吸收均要优于在其它几个温度下煅烧得到的粉体，综合考虑到粉体的晶型及紫外-可见光吸收性能因素，La2(WO4)3:Ce4+的煅烧温度选择700℃最为适宜。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种紫外可见光吸收剂，其特征在于：具体采用如下步骤制备而得：
1）配制浓度为0.10 ~0.13 mol·L-1的氧化镧溶液和质量浓度为70%~85%的硫酸溶液，向所述氧化镧溶液中滴加所述硫酸溶液，于40~60℃反应2~3 h生成La2(SO4)3；其中，所述氧化镧溶液与所述硫酸溶液的体积比为3:5~2:3；
2）配制浓度为0.30~0.50 mol·L-1的钨酸溶液，向所述钨酸溶液中加入氨水，反应制备钨酸铵；其中，所述钨酸溶液与氨水的体积比为1:4~1:3；
3）向步骤1）反应后的La2(SO4)3溶液中滴加步骤2）反应后的钨酸铵溶液，生成白色沉淀后，再加入Ce(SO4)2·4H2O溶液继续反应30~60 min，使沉淀物混合均匀，得到胶体；其中，Ce(SO4)2·4H2O溶液的浓度为0.005~0.025mol·L-1；所述Ce(SO4)2·4H2O溶液、钨酸铵溶液和La2(SO4)3溶液的体积比为1:6.5:8.5~1:3.6:4.5；
4）将步骤3）得到的胶体静止陈化3~10 h，陈化后将沉淀物倒入分液漏斗中水洗和醇洗若干次；
5）将步骤4）洗涤后的沉淀于90~100℃干燥4~7 h后，研磨得到前驱体；
6）将步骤5）得到的前驱体在马弗炉中进行煅烧得到紫外可见光吸收剂La2(WO4)3:Ce4+，其中Ce4+的质量百分含量为4~8%；煅烧温度为500~900℃，煅烧时间为1~3 h。
2. 根据权利要求1所述紫外可见光吸收剂，其特征在于，步骤3）中所述加入Ce(SO4)2·4H2O溶液继续反应的时间为30 min。
3. 根据权利要求1所述紫外可见光吸收剂，其特征在于，步骤4）中所述陈化时间为3h。
4. 根据权利要求1所述紫外可见光吸收剂，其特征在于，步骤5）中在100℃干燥4 h。
5.根据权利要求1所述紫外可见光吸收剂，其特征在于，步骤6）煅烧温度为700℃。
6. 根据权利要求1所述紫外可见光吸收剂，其特征在于，步骤6）煅烧时间为2 h。
7.一种如权利要求1~6任一所述紫外可见光吸收剂的应用，其特征在于，所述紫外可见光吸收剂能吸收紫外光，作为紫外光吸收剂方面的应用。
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| Ti4+掺杂纳米CeO2的制备及其抗紫外性能;史艳丽等;《稀土》;20120630;第33卷(第3期);第60-63页 * |
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