CN105802615A - 一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料的方法,属于一种发光材料的制备领域。针对目前硫化锌发光材料易发生团聚,导致金属离子无法掺杂,同时易被氧化导致其性能下降的问题,提供了一种通过将废弃浸锌渣与生石灰混合搅拌,再滴加氨水后过滤煅烧,制备得磁性纳米颗粒,随后通过硝酸溶解,再滴加硫脲后,旋转蒸发至干,煅烧制备得一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料。本发明制备的硫化锌发光材料在氧气中达到600~650℃时,ZnS被氧化成ZnO,最终失重为12~15%,其在氧气中具有良好的热稳定且制备过程简单,绿色环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料的方法,属于一种发光材料的制备领域。
背景技术
ZnS是迄今为止电致发光材料的最佳基质之一,应用于许多领域,如:等离子及电致发光、平板显示(如场发射显示)、阴极射线管(用于雷达、电视及示波器)材料。此外,它还应用于传感器,X射线荧光检测,也可用于制作光电(太阳能)敏感元件、纳米材料激光制作及用于制造特殊波长控制的光电识别标志,ZnS的优异性能越来越受到材料学家的重视。
但是现有制备的ZnS容易被氧化,传统的高温固相法往往要利用惰性气氛或者还原性气氛进行保护,这样不仅耗费大量的能源而且容易发生危险,而沉淀法制得样品团聚的比较厉害,而且金属离子不容易掺杂进去,微乳法虽然能够制得粒径较小的纳米粒子但是操作复杂并且产率很小,不利于工业化生产。因此,制备简单,性能较好的硫化锌很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对目前硫化锌发光材料易发生团聚,导致金属离子无法掺杂,同时易被氧化导致其性能下降的问题,提供了一种通过将废弃浸锌渣与生石灰混合搅拌,再滴加氨水后过滤煅烧,制备得磁性纳米颗粒,随后通过硝酸溶解,再滴加硫脲后,旋转蒸发至干,煅烧制备得一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)收集含铁量8%废弃浸锌渣,对其碾磨并过筛,制备得50~60目锌渣颗粒,随后按质量比1:5,将锌渣颗粒与生石灰搅拌混合并碾磨25~35min,制备得混合锌渣粉末,随后按质量比1:10,将混合锌渣粉末与1mol/L盐酸溶液搅拌混合1~2h,制备得锌渣混合溶液;
(2)待混合完成后,在锌渣混合溶液滴加盐酸溶液质量20%的1mol/L氨水溶液,控制滴加时间为10~15min,待滴加完成后,对其搅拌混合并抽滤,收集滤饼并置于马弗炉中,在550~580℃下煅烧1~2h,待煅烧完成后,静置冷却至20~30℃,制备得磁性纳米颗粒;
(3)按质量比1:5,将上述制备的磁性纳米颗粒与质量浓度15%硝酸置于三口烧瓶中,搅拌混合10~15min后,对三口烧瓶中三口烧瓶滴加硝酸质量1/8的乙二胺,控制滴加时间为10~15min,待滴加完成后,在200~350r/min下磁力搅拌混合1~2h;
(4)待磁力搅拌混合完成后,继续添加与乙二胺质量相同的硫脲至三口烧瓶中,继续搅拌混合1~2h,随后将三口烧瓶置于65~80℃下旋转蒸发至干,收集结晶体并置于坩埚中,将坩埚置于180~200℃下煅烧1~2h,随后静置冷却至室温,用去离子水洗涤3~5次,再在65~80℃下干燥6~8h,即可制备得一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料。
本发明制备的硫化锌发光材料平均粒径为10~12nm,吸收谱峰在300~310nm之间。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明制备的硫化锌发光材料在氧气中达到600~650℃时,ZnS被氧化成ZnO,最终失重为12~15%,其在氧气中具有良好的热稳定;
(2)本发明制备过程简单,绿色环保无污染。
具体实施方式
首先收集含铁量8%废弃浸锌渣,对其碾磨并过筛,制备得50~60目锌渣颗粒,随后按质量比1:5,将锌渣颗粒与生石灰搅拌混合并碾磨25~35min,制备得混合锌渣粉末,随后按质量比1:10,将混合锌渣粉末与1mol/L盐酸溶液搅拌混合1~2h,制备得锌渣混合溶液;待混合完成后,在锌渣混合溶液中滴加盐酸溶液质量20%的1mol/L氨水溶液,控制滴加时间为10~15min,待滴加完成后,对其搅拌混合并抽滤,收集滤饼并置于马弗炉中,在550~580℃下煅烧1~2h,待煅烧完成后,静置冷却至20~30℃,制备得磁性纳米颗粒;按质量比1:5,将上述制备的磁性纳米颗粒与质量浓度15%的硝酸置于三口烧瓶中,搅拌混合10~15min后,对三口烧瓶中滴加硝酸质量1/8的乙二胺,控制滴加时间为10~15min,待滴加完成后,在200~350r/min下磁力搅拌混合1~2h;待磁力搅拌混合完成后,继续添加与乙二胺质量相同的硫脲至三口烧瓶中,继续搅拌混合1~2h,随后将三口烧瓶置于65~80℃下旋转蒸发至干,收集结晶体并置于坩埚中,将坩埚置于180~200℃下煅烧1~2h,随后静置冷却至室温,用去离子水洗涤3~5次,再在65~80℃下干燥6~8h,即可制备得一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料。
实例1
首先收集含铁量8%废弃浸锌渣,对其碾磨并过筛,制备得50目锌渣颗粒,随后按质量比1:5,将锌渣颗粒与生石灰搅拌混合并碾磨25min,制备得混合锌渣粉末,随后按质量比1:10,将混合锌渣粉末与1mol/L盐酸溶液搅拌混合1h,制备得锌渣混合溶液;待混合完成后,在锌渣混合溶液中滴加盐酸溶液质量20%的1mol/L氨水溶液,控制滴加时间为10min,待滴加完成后,对其搅拌混合并抽滤,收集滤饼并置于马弗炉中,在550℃下煅烧1h,待煅烧完成后,静置冷却至20℃,制备得磁性纳米颗粒;按质量比1:5,将上述制备的磁性纳米颗粒与质量浓度15%硝酸置于三口烧瓶中,搅拌混合10min后,对三口烧瓶中滴加硝酸质量1/8的乙二胺,控制滴加时间为10min,待滴加完成后,在200r/min下磁力搅拌混合1h;待磁力搅拌混合完成后,继续添加与乙二胺质量相同的硫脲至三口烧瓶中,继续搅拌混合1h,随后将三口烧瓶置于65℃下旋转蒸发至干,收集结晶体并置于坩埚中,将坩埚置于180℃下煅烧1h,随后静置冷却至室温,用去离子水洗涤3次,再在65℃下干燥6h,即可制备得一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料。
实例2
首先收集含铁量8%废弃浸锌渣,对其碾磨并过筛,制备得55目锌渣颗粒,随后按质量比1:5,将锌渣颗粒与生石灰搅拌混合并碾磨27min,制备得混合锌渣粉末,随后按质量比1:10,将混合锌渣粉末与1mol/L盐酸溶液搅拌混合1.5h,制备得锌渣混合溶液;待混合完成后,在锌渣混合溶液中滴加盐酸溶液质量20%的1mol/L氨水溶液,控制滴加时间为12min,待滴加完成后,对其搅拌混合并抽滤,收集滤饼并置于马弗炉中,在565℃下煅烧1.5h,待煅烧完成后,静置冷却至25℃,制备得磁性纳米颗粒;按质量比1:5,将上述制备的磁性纳米颗粒与质量浓度15%硝酸置于三口烧瓶中,搅拌混合12min后,对三口烧瓶中滴加硝酸质量1/8的乙二胺,控制滴加时间为12min,待滴加完成后,在275r/min下磁力搅拌混合1.5h;待磁力搅拌混合完成后,继续添加与乙二胺质量相同的硫脲至三口烧瓶中,继续搅拌混合1.5h,随后将三口烧瓶置于67℃下旋转蒸发至干,收集结晶体并置于坩埚中,将坩埚置于190℃下煅烧1.5h,随后静置冷却至室温,用去离子水洗涤4次,再在72℃下干燥7h,即可制备得一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料。
实例3
首先收集含铁量8%废弃浸锌渣,对其碾磨并过筛,制备得60目锌渣颗粒,随后按质量比1:5,将锌渣颗粒与生石灰搅拌混合并碾磨27min,制备得混合锌渣粉末,随后按质量比1:10,将混合锌渣粉末与1mol/L盐酸溶液搅拌混合1h,制备得锌渣混合溶液;待混合完成后,在锌渣混合溶液中滴加盐酸溶液质量20%的1mol/L氨水溶液,控制滴加时间为15min,待滴加完成后,对其搅拌混合并抽滤,收集滤饼并置于马弗炉中,在580℃下煅烧2h,待煅烧完成后,静置冷却至30℃,制备得磁性纳米颗粒;按质量比1:5,将上述制备的磁性纳米颗粒与质量浓度15%的硝酸置于三口烧瓶中,搅拌混合15min后,对三口烧瓶中滴加硝酸质量1/8的乙二胺,控制滴加时间为15min,待滴加完成后,在350r/min下磁力搅拌混合2h;待磁力搅拌混合完成后,继续添加与乙二胺质量相同的硫脲至三口烧瓶中,继续搅拌混合2h,随后将三口烧瓶其置于80℃下旋转蒸发至干,收集结晶体并置于坩埚中,将坩埚置于200℃下煅烧2h,随后静置冷却至室温,用去离子水洗涤5次,再在80℃下干燥8h,即可制备得一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料。
Claims (1)
1.一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料的方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)收集含铁量8%废弃浸锌渣,对其碾磨并过筛,制备得50~60目锌渣颗粒,随后按质量比1:5,将锌渣颗粒与生石灰搅拌混合并碾磨25~35min,制备得混合锌渣粉末,随后按质量比1:10,将混合锌渣粉末与1mol/L盐酸溶液搅拌混合1~2h,制备得锌渣混合溶液;
(2)待混合完成后,在锌渣混合溶液中滴加盐酸溶液质量20%的1mol/L氨水溶液,控制滴加时间为10~15min,待滴加完成后,对其搅拌混合并抽滤,收集滤饼并置于马弗炉中,在550~580℃下煅烧1~2h,待煅烧完成后,静置冷却至20~30℃,制备得磁性纳米颗粒;
(3)按质量比1:5,将上述制备的磁性纳米颗粒与质量浓度15%硝酸置于三口烧瓶中,搅拌混合10~15min后,对三口烧瓶中滴加硝酸质量1/8的乙二胺,控制滴加时间为10~15min,待滴加完成后,在200~350r/min下磁力搅拌混合1~2h;
(4)待磁力搅拌混合完成后,继续添加与乙二胺质量相同的硫脲至三口烧瓶中,继续搅拌混合1~2h,随后将三口烧瓶置于65~80℃下旋转蒸发至干,收集结晶体并置于坩埚中,将坩埚置于180~200℃下煅烧1~2h,随后静置冷却至室温,用去离子水洗涤3~5次,再在65~80℃下干燥6~8h,即可制备得一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料。
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CN201610240121.2A CN105802615A (zh) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | 一种磁性纳米颗粒掺杂制备硫化锌发光材料的方法 |
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CN (1) | CN105802615A (zh) |
Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN113801656A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-17 | 上海应用技术大学 | 一种无掺杂缺陷型氧硫化锌发光粉及其制备方法 |
CN114456798A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-10 | 东华大学 | 一种应力发光材料及其制备和应用 |
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2016
- 2016-04-18 CN CN201610240121.2A patent/CN105802615A/zh not_active Withdrawn
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