CN107879373A - 铈锌双掺gagg纳米粉体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种铈锌双掺GAGG纳米粉体，其化学式为：(Gd1‑a‑0.667b‑c‑dCeaZnbAlcGad)2O3；其中，a＝0.005～0.05，b＝0.005～0.05，c＝0.255～0.355，d＝0.175～0.275，采用反向滴定共沉淀法进行制备。本发明设备简单易得、操作简便易行、反应快捷迅速、制备速度高效、制取成本低廉、环境污染较小，所制备的粉体组分稳定，纯度较高，具有良好的工业应用价值。

Description

铈锌双掺GAGG纳米粉体及其制备方法
技术领域
本申请涉及一种铈锌双掺GAGG纳米粉体及其制备方法，属于陶瓷粉体领域。
背景技术
闪烁材料可用于X射线、γ射线、中子及其他高能粒子的探测，以闪烁材料为核心的探测和成像技术已经在核医学、高能物理、工业无损探伤、安全检查、空间物理及核探矿等方面得到了广泛应用。闪烁陶瓷以及闪烁晶体是目前应用最为广泛的两类闪烁材料，传统的闪烁晶体虽然具有较强的光输出、较好的能量分辨率以及对X射线有较大的阻止能力，但单晶生长和器件化过程中存在诸多局限：(1)生产周期长，工艺较复杂，成本较高；(2)生长尺寸受到限制，大尺寸晶体容易开裂；(3)激活离子的掺杂浓度较低，难以保证分布的均匀性。这些不可避免的缺陷，阻碍了闪烁晶体的规模化生产，不利于市场化，进而影响其在工业上的应用和发展。
随着上世纪八十年代美国GE公司开辟闪烁陶瓷在医疗探测领域的应用先例，即首次将制备的YGO闪烁陶瓷取代CdWO4晶体成功应用到医疗CT中，世界各地的研究机构掀起了研制闪烁陶瓷的热潮。相对于闪烁晶体而言，闪烁陶瓷除具备优良的闪烁性能以外，还具备以下优势：(1)生产周期较短，制备工艺较简单，成本较低；(2)易于制备大尺寸，形状复杂的产品；(3)易于实现激活离子的高浓度掺杂；(4)机械性能较好，能够进行复合结构设计。研究表明，近年来研究机构在闪烁陶瓷制备关键技术上不断取得突破，制备的闪烁陶瓷闪烁性能进一步改进和优化，促使其在高能物理、无损检测、医疗影像和空间探索等领域的应用逐渐广泛。
纳米粉体的制备是陶瓷制备过程中的关键环节之一。一般的，粉体的分散性越好，粒度分布越均匀，没有明显的团聚，形状主要为球形或者近球形，本身致密，其烧结而成的陶瓷质量越好。制备粉体的方法主要分为固相法和湿化学法，固相法需要经过多次球磨，球磨过程中容易引入杂质，引入晶格缺陷，同时球磨也难以达到成分的高度均匀。湿化学法主要包括沉淀法、溶胶-凝胶法、燃烧法以及溶剂热法，用这些方法合成的粉体具有较低的成相温度，较好的成分均匀性，需要解决的主要问题在于减少粉体的团聚现象以及获得化学计量比稳定的粉体。
近年来，各方研究机构对闪烁纳米粉末的制备方法和技术进行不断的探索和改进，所制备的闪烁纳米粉末具备了较好的分散性，较好的分布均匀性，后期烧结成闪烁陶瓷的质量也比较优良，但还存在一些待改进的环节。专利CN105110792A中所涉及的一种高均匀YAG透明陶瓷粉体的球磨制备方法中，采用操作性很强的球磨制备方法，提高了YAG陶瓷粉体的均匀性，为制备出高质量的YAG透明陶瓷奠定粉体基础，但是其四段式长时间的球磨严重降低了生产效率，不利于实现产品的工业化生产；专利CN103553112B中涉及的硬脂酸盐熔融法制备YAG纳米粉体的方法中，应用熔融反应，合成颗粒均匀、分散性良好的YAG纳米粉体，但是其合成过程中需要有精确的温度，误差控制在±1℃范围内，对温度的要求比较苛刻，实际生产过程中难以实现，使得精确组分的粉体获取困难；专利CN102303891B中所述的掺镥钆钪铝石榴石纳米粉体的制备方法中，综合运用溶胶-凝胶法和燃烧法，制备出的纳米粉体分散性好，组分精确无偏差，但是在加热浓缩形成凝胶过程需要消耗大量外在燃料，并不适用于现代提倡节能减排的工业大批量生产环境中；专利CN102173775B中运用喷雾冷冻干燥法制备掺杂钇铝石榴石微纳米粉体，所制备的微纳米粉体分散性较好，但是制备过程需要在-20℃的真空条件下冷冻干燥20小时以上，能量消耗大，设备要求高，制备耗时长，不利于工业化推广；专利CN101302019中，作者采用部分沉淀法制备稀土均匀掺杂的优良YAG纳米粉体，但是其陈化的时间高达20小时以上，制备效率比较低下。
目前，国内在制备陶瓷闪烁粉体方面取得了较大的突破，从三种典型的陶瓷闪烁体YGO、GOS和GGG粉体的研制到两类新型闪烁体铪酸盐系列和镥基陶瓷粉体的制备。与此同时，各方研究机构对YAG闪烁体进行了大量的研究与实验，并且取得良好的研究成果。总体上，国内在闪烁陶瓷粉体制备技术上取得较大进展，制备粉体的均匀性、分散性优良，具备很好的烧结性能。但是，国内在新型石榴石闪烁体GAGG(Gd3(Al,Ga)5O12)制备方面的研究报道不多，在稀土离子和过渡金属离子双掺杂的GAGG纳米粉体以及陶瓷闪烁体的制备更是鲜有报道。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种铈锌双掺GAGG纳米粉体，该粉体组分稳定，纯度较高，具有良好的工业应用价值。
所述铈锌双掺GAGG纳米粉体，其化学式如式(I)所示：
(Gd1-a-0.667b-c-dCeaZnbAlcGad)2O3式(I)；
其中，a＝0.005～0.05，b＝0.005～0.05，c＝0.255～0.355，d＝0.175～0.275。
优选地，所述式(I)中a＝0.005～0.03，b＝0.005～0.03，c＝0.275～0.355，d＝0.175～0.235。
优选地，所述式(I)中a＝0.005～0.02，b＝0.005～0.02，c＝0.305～0.355，d＝0.175～0.215。
优选地，所述式(I)中a＝0.02～0.05，b＝0.02～0.05，c＝0.255～0.305，d＝0.215～0.275。
优选地，所述式(I)中a＝0.03～0.05，b＝0.03～0.05，c＝0.255～0.275，d＝0.235～0.275。
优选地，所述铈锌双掺GAGG纳米粉体的粒径为50～300nm。
优选地，所述铈锌双掺GAGG纳米粉体的粒径为100～250nm。
本申请的另一方面，提供了制备上述铈锌双掺GAGG纳米粉体的方法，至少包含以下步骤：
(1)在搅拌条件下，将含有Gd源、Ce源、Zn源、Al源、Ga源的混合溶液滴加到混合沉淀剂中，进行反向滴定共沉淀；滴定结束后将pH调节至7～7.5，继续搅拌0.5～2h，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体；
(2)将步骤(1)中的铈锌双掺GAGG纳米粉体的前驱体在900～1200℃烧结1～2h，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体。
优选地，步骤(1)中所述Gd源选自Gd的硝酸盐、Gd的硫酸盐、Gd的氯化物中的至少一种；
Ce源选自Ce的硝酸盐、Ce的硫酸盐、Ce的氯化物中的至少一种；
Zn源选自Zn的硝酸盐、Zn的硫酸盐、Zn的氯化物中的至少一种；
Al源选自Al的硝酸盐、Al的硫酸盐、Al的氯化物中的至少一种；
Ga源选自Ga的硝酸盐、Ga的硫酸盐、Ga的氯化物中的至少一种。
优选地，步骤(1)中所述Gd源为Gd的硝酸盐；Ce源为Ce的硝酸盐；Zn源为Zn的硝酸盐；Al源为Al的硝酸盐；Ga源为Ga的硝酸盐。
优选地，步骤(1)中所述滴定过程的搅拌速率为1500rpm/min～2000rpm/min；步骤(1)中所述滴定时的滴加速率为0.5ml/min～2ml/min。
优选地，步骤(1)中所述滴定过程的搅拌速率为1600rpm/min～1900rpm/min；步骤(1)中所述滴定时的滴加速率为0.1ml/min～2ml/min。
优选地，步骤(1)中所述滴定过程的搅拌速率为1700rpm/min～1800rpm/min；步骤(1)中所述滴定时的滴加速率为0.5ml/min～1ml/min。
优选地，步骤(1)中所述混合沉淀剂为含有氨水和碳酸氢铵的溶液；其中，所述溶液中氨水和碳酸氢铵的总浓度为1mol/L～3mol/L。
优选地，步骤(1)中所述混合沉淀剂为含有氨水和碳酸氢铵的溶液；其中，所述溶液中氨水和碳酸氢铵的总浓度为1.5mol/L～2.5mol/L。
优选地，步骤(1)中所述混合沉淀剂的制备方法包括：将浓度为1mol/L～3mol/L的碳酸氢铵溶液与浓度为1mol/L～3mol/L的氨水溶液混合，形成氨水—碳酸氢铵混合沉淀液。
优选地，所述混合沉淀剂中氨水的浓度为1mol/L～3mol/L，混合沉淀剂中碳酸氢铵的浓度为1mol/L～3mol/L。
优选地，氨水-碳酸氢铵混合液(即混合沉淀剂：含有氨水和碳酸氢铵的溶液)的浓度范围下限选自1.2mol/L、1.4mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2.0mol/L、2.2mol/L、2.4mol/L、2.5mol/L或2.8mol/L。
优选地，氨水-碳酸氢铵混合液的浓度范围上限选自1.2mol/L、1.4mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2.0mol/L、2.2mol/L、2.4mol/L、2.5mol/L或2.8mol/L。
优选地，所述混合沉淀剂中氨水的浓度范围上限选自1.2mol/L、1.4mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2.0mol/L、2.2mol/L、2.4mol/L、2.5mol/L或2.8mol/L。
优选地，所述混合沉淀剂中氨水的浓度范围下限选自1.2mol/L、1.4mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2.0mol/L、2.2mol/L、2.4mol/L、2.5mol/L或2.8mol/L。
优选地，所述混合沉淀剂中碳酸氢铵的浓度范围上限选自1.2mol/L、1.4mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2.0mol/L、2.2mol/L、2.4mol/L、2.5mol/L或2.8mol/L。
优选地，所述混合沉淀剂中碳酸氢铵的浓度范围下限选自1.2mol/L、1.4mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2.0mol/L、2.2mol/L、2.4mol/L、2.5mol/L或2.8mol/L。
优选地，所述混合沉淀剂中包含质量分数为0.15％～1％的分散剂；其中，所述分散剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠中的至少一种。
优选地，所述混合沉淀剂中分散剂的质量分数范围上限选自0.18％、0.20％、0.22％、0.24％、0.25％、0.28％、0.30％、0.40％、0.50％、0.70％、0.80％、0.90％或0.95％。
优选地，所述混合沉淀剂中分散剂的质量分数范围下限选自0.18％、0.20％、0.22％、0.24％、0.25％、0.28％、0.30％、0.40％、0.50％、0.70％、0.80％、0.90％或0.95％。
优选地，步骤(1)中所述滴定结束后将pH调节至7～7.5，继续搅拌1h～1.5h。
优选地，步骤(2)中烧结的温度为950℃～1100℃。
优选地，步骤(2)中烧结的温度为1000℃～1050℃。
作为一种具体的实施方式，所述制备方法至少包括以下步骤：将称取的原料置于烧杯中，加入蒸馏水溶解，形成溶液M。而后称取碳酸氢铵以及量取浓氨水配成氨水—碳酸氢铵混合沉淀液。另外，添加分散剂溶解于混合沉淀剂中，形成溶液N。将溶液M缓慢滴入溶液N中，同时伴随剧烈的搅拌，控制反向滴定的速率。滴定结束后，控制溶液的pH，然后继续搅拌。将沉淀液进行抽滤，洗涤和干燥，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体，前驱体进行高温烧结，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体。
作为一种优选的实施方式，所述方法至少包括以下步骤：
称取反应原料Gd(NO3)3·6H2O、Ga(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O，原料的质量按照化学式(Gd1-a-0.667b-c-dCeaZnbAlcGad)2O3中各个原子的摩尔比称取，其中a＝0.005～0.05，b＝0.005～0.05，c＝0.255～0.355，d＝0.175～0.275。将称取的原料置于烧杯中，加入蒸馏水溶解，形成溶液M。而后称取碳酸氢铵制备成浓度为1mol/L～3mol/L的溶液，同时量取浓氨水配成浓度为1mol/L～3mol/L的溶液，两种溶液混合形成氨水—碳酸氢铵混合沉淀液。另外，添加质量分数为0.2％～1％的分散剂溶解于混合沉淀剂中，形成溶液N，其中分散剂为聚乙二醇、聚乙烯醇和聚丙烯酸钠。将溶液M缓慢滴入溶液N中，同时伴随剧烈的搅拌，反向滴定的速率控制在0.5ml/min～2ml/min。滴定结束后，控制溶液的pH＝7～7.5，然后继续搅拌0.5h～2h。将沉淀液进行抽滤，洗涤和干燥，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体，前驱体在900℃～1200℃下保温1h～2h得到铈锌双掺GAGG纳米粉体。
本申请的上述方法中：
(1)选取氨水—碳酸氢铵混合沉淀剂目的在于获取纯的铈锌双掺GAGG相。研究表明，单独使用氨水或者碳酸氢铵溶液作为沉淀剂时，容易形成GAM和GAP中间相，影响陶瓷粉体的烧结性能。
(2)控制沉淀剂的浓度在1mol/L～3mol/L以及滴定结束后溶液的pH＝7～7.5，目的在于保持粉体组分的均匀性。在不同的pH条件下，由于溶度积的差异，使得不同的金属离子沉淀有先后顺序。通过控制沉淀剂的浓度，使得pH处于钆离子、铝离子、镓离子、铈离子和锌离子的沉淀范围内，最终形成组分稳定的粉体。
(3)添加质量分数为0.2％～1％的分散剂和伴随剧烈磁搅拌的目的在于提高溶液的分散性，促进不同金属离子的混合，为后续形成组分均匀的粉体提供保证。
(4)控制反向滴定的速率为0.5ml/min～2ml/min的目的在于温和反应速度，减少粉体的团聚，提高粉体尺寸的均匀性。
(5)前驱体在900℃～1200℃下保温1h～2h的目的在于获取尺寸大小合适的纯铈锌双掺GAGG粉体。研究表明，保温温度高于900℃方能完全转化为纯GAGG相。其中，保温温度越高，保温时间越长，晶粒长大的趋势越明显。前驱体在900℃～1200℃下保温1h～2h的热处理参数很好的控制了粉体的尺寸大小，为后续陶瓷的烧结奠定了基础。
本发明的上述方法克服了目前制备闪烁纳米粉体中存在的制备效率较低，制备成本较高，制备所需能量消耗较大，对制备环境要求较苛刻，对制取设备要求较高以及制备的闪烁纳米粉体均匀性不够和组分存在偏差等不足，运用反向滴定共沉淀法，提供一种制取设备简易，操作过程简单，能量消耗较低，制备成本低廉以及粉体均匀性高和组分稳定的铈锌双掺GAGG纳米粉体的制备方法。
上述铈锌双掺GAGG纳米粉体和/或上述方法制备得到的铈锌双掺GAGG纳米粉体中的至少一种在300nm～450nm中至少一段波光的激发下产生490nm～570nm发光。
优选地，所述铈锌双掺GAGG纳米粉体和/或上述方法制备得到的铈锌双掺GAGG纳米粉体中的至少一种在350nm～420nm中至少一段波光的激发下产生500nm～550nm发光，呈现绿光发射。
所述铈锌双掺GAGG纳米粉体和/或根据上述方法制备得到的铈锌双掺GAGG纳米粉体中的至少一种利用高温固相合成制备陶瓷。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请所提供的粉体，具有组分稳定，纯度较高的优点，具有良好的工业应用价值。
2)本申请运用反向滴定共沉淀法制备铈离子、锌离子双掺杂的GAGG纳米粉体，整个反应过程简单快速，纳米粉体制备效率高，制取能量消耗低，具有规模化工业生产以及应用的潜在价值。
3)本申请所提供的方法中使用的设备简单易得，操作简便易行。所用设备为实验室常规的玻璃器皿以及小型装置，操作过程仅仅涉及配液，滴定，抽滤，洗涤，干燥以及热处理，容易实行。
4)本申请所提供的方法，反应快捷迅速，制备速度高效。涉及的反应为离子间的沉淀反应，同时伴随剧烈的磁力搅拌，反应速度快，粉体制备的效率高。
5)本申请所提供的方法，具有制取成本低廉，环境污染较小。制取过程外在能量消耗低，条件简易，原料廉价易得，沉淀反应后溶液的pH接近中性，环境污染较小。
6)本申请所提供的方法，配比经过严谨的化学计算，同时严格控制反应过程，最终制取的粉体组分稳定，同时纯度较高。
附图说明
图1为本发明实施例1的XRD测试谱线。
图2为本发明实施例1的扫描电镜图片。
图3为本发明实施例1的光学性能图谱。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料和催化剂均通过商业途径购买。
本申请的实施例中分析方法如下：
利用台式X射线衍射仪Miniflex600进行XRD谱图分析。
利用场发射扫描电子显微镜SU8010进行扫描电镜分析。
利用氙灯源荧光光谱仪FLS980进行光学性能分析。
实施例1铈锌双掺GAGG纳米粉体C1的制备
称取反应原料Gd(NO3)3·6H2O、Ga(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O，原料的质量按照化学式(Gd1-a-0.667b-c-dCeaZnbAlcGad)2O3中各个原子的摩尔比称取，其中a＝0.005，b＝0.005，c＝0.355，d＝0.175。将称取的原料置于烧杯中，加入200ml蒸馏水溶解，形成溶液M。而后称取碳酸氢铵制备成浓度为1mol/L的溶液，同时量取浓氨水配成浓度为1mol/L的溶液，两种溶液等体积混合形成氨水—碳酸氢铵混合沉淀液。另外，添加质量分数为0.2％的分散剂溶解于混合沉淀剂中，形成溶液N，其中分散剂为聚乙二醇。将溶液M缓慢滴入溶液N中，同时伴随剧烈的搅拌(搅拌速率为1500rpm/min)，反向滴定的速率控制在2ml/min。滴定结束后，控制溶液的pH＝7～7.5，然后继续搅拌0.5h。将沉淀液进行抽滤，洗涤和干燥，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体，前驱体在1200℃下保温1h得到铈锌双掺GAGG纳米粉体，记为C1。
实施例2铈锌双掺GAGG纳米粉体C2的制备
称取反应原料Gd(NO3)3·6H2O、Ga(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O，原料的质量按照化学式(Gd1-a-0.667b-c-dCeaZnbAlcGad)2O3中各个原子的摩尔比称取，其中a＝0.01，b＝0.01，c＝0.325，d＝0.195。将称取的原料置于烧杯中，加入200ml蒸馏水溶解，形成溶液M。而后称取碳酸氢铵制备成浓度为1.5mol/L的溶液，同时量取浓氨水配成浓度为1.5mol/L的溶液，两种溶液等体积混合形成氨水—碳酸氢铵混合沉淀液。另外，添加质量分数为0.4％的分散剂溶解于混合沉淀剂中，形成溶液N，其中分散剂为聚乙烯醇。将溶液M缓慢滴入溶液N中，同时伴随剧烈的搅拌(搅拌速率为1600rpm/min)，反向滴定的速率控制在1.5ml/min。滴定结束后，控制溶液的pH＝7～7.5，然后继续搅拌1h。将沉淀液进行抽滤，洗涤和干燥，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体，前驱体在1100℃下保温1.2h，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体，记为C2。
实施例3铈锌双掺GAGG纳米粉体C3的制备
称取反应原料Gd(NO3)3·6H2O、Ga(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O，原料的质量按照化学式(Gd1-a-0.667b-c-dCeaZnbAlcGad)2O3中各个原子的摩尔比称取，其中a＝0.02，b＝0.02，c＝0.305，d＝0.215。将称取的原料置于烧杯中，加入200ml蒸馏水溶解，形成溶液M。而后称取碳酸氢铵制备成浓度为2.0mol/L的溶液，同时量取浓氨水配成浓度为2.0mol/L的溶液，两种溶液等体积混合形成氨水—碳酸氢铵混合沉淀液。另外，添加质量分数为0.6％的分散剂溶解于混合沉淀剂中，形成溶液N，其中分散剂为聚丙烯酸钠。将溶液M缓慢滴入溶液N中，同时伴随剧烈的搅拌(搅拌速率为1700rpm/min)，反向滴定的速率控制在0.5ml/min。滴定结束后，控制溶液的pH＝7～7.5，然后继续搅拌1.5h。将沉淀液进行抽滤，洗涤和干燥，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体，前驱体在1050℃下保温1.4h，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体，记为C3。
实施例4铈锌双掺GAGG纳米粉体C4的制备
称取反应原料Gd(NO3)3·6H2O、Ga(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O，原料的质量按照化学式(Gd1-a-0.667b-c-dCeaZnbAlcGad)2O3中各个原子的摩尔比称取，其中a＝0.03，b＝0.03，c＝0.275，d＝0.235。将称取的原料置于烧杯中，加入200ml蒸馏水溶解，形成溶液M。而后称取碳酸氢铵制备成浓度为2.5mol/L的溶液，同时量取浓氨水配成浓度为2.5mol/L的溶液，两种溶液等体积混合形成氨水—碳酸氢铵混合沉淀液。另外，添加质量分数为0.8％的分散剂溶解于混合沉淀剂中，形成溶液N，其中分散剂为聚乙二醇。将溶液M缓慢滴入溶液N中，同时伴随剧烈的搅拌(搅拌速率为1800rpm/min)，反向滴定的速率控制在2ml/min。滴定结束后，控制溶液的pH＝7～7.5，然后继续搅拌2h。将沉淀液进行抽滤，洗涤和干燥，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体，前驱体在1000℃下保温1.6h得到铈锌双掺GAGG纳米粉体，记为C4。
实施例5铈锌双掺GAGG纳米粉体C5的制备
称取反应原料Gd(NO3)3·6H2O、Ga(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O，原料的质量按照化学式(Gd1-a-0.667b-c-dCeaZnbAlcGad)2O3中各个原子的摩尔比称取，其中a＝0.04，b＝0.04，c＝0.255，d＝0.255。将称取的原料置于烧杯中，加入200ml蒸馏水溶解，形成溶液M。而后称取碳酸氢铵制备成浓度为3mol/L的溶液，同时量取浓氨水配成浓度为3mol/L的溶液，两种溶液等体积混合形成氨水—碳酸氢铵混合沉淀液。另外，添加质量分数为1％的分散剂溶解于混合沉淀剂中，形成溶液N，其中分散剂为聚乙烯醇。将溶液M缓慢滴入溶液N中，同时伴随剧烈的搅拌(搅拌速率为1900rpm/min)，反向滴定的速率控制在1.5ml/min。滴定结束后，控制溶液的pH＝7～7.5，然后继续搅拌0.5h。将沉淀液进行抽滤，洗涤和干燥，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体，前驱体在950℃下保温1.8h得到铈锌双掺GAGG纳米粉体，记为C5。
实施例6铈锌双掺GAGG纳米粉体C6的制备
称取反应原料Gd(NO3)3·6H2O、Ga(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O，原料的质量按照化学式(Gd1-a-0.667b-c-dCeaZnbAlcGad)2O3中各个原子的摩尔比称取，其中a＝0.05，b＝0.05，c＝0.255，d＝0.275。将称取的原料置于烧杯中，加入200ml蒸馏水溶解，形成溶液M。而后称取碳酸氢铵制备成浓度为3mol/L的溶液，同时量取浓氨水配成浓度为3mol/L的溶液，两种溶液等体积混合形成氨水—碳酸氢铵混合沉淀液。另外，添加质量分数为0.8％的分散剂溶解于混合沉淀剂中，形成溶液N，其中分散剂为聚丙烯酸钠。将溶液M缓慢滴入溶液N中，同时伴随剧烈的搅拌(搅拌速率为2000rpm/min)，反向滴定的速率控制在0.5ml/min。滴定结束后，控制溶液的pH＝7～7.5，然后继续搅拌1h。将沉淀液进行抽滤，洗涤和干燥，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体，前驱体在900℃下保温2h得到铈锌双掺GAGG纳米粉体，记为C6。
实施例7物质结构分析
对样品C1～C6进行XRD结构分析。其中，C1的XRD谱图如图1所示，从图1的XRD图谱可以看出，制备的粉体为单一相的峰值，该相为Gd3(Al,Ga)5O12相，没有杂峰，结晶度和纯度很高；同时铈锌双掺杂并没有影响材料的原有结构。C2～C6的分析结果与C1的分析结构类似。
实施例8物质形貌分析
对样品C1～C6进行XRD形貌分析。其中，C1的SEM图如图2所示，从图中可以看出，所制备的粉体粒径为100nm～250nm。C2～C6的分析结果与C1类似。
实施例9物质光学性能分析
对样品C1～C6进行光学性能分析，激发光的波长为350nm。其中，C1的测试结构如图3所示，从图中可以看出其发射峰的中心波长为540nm，为绿光发射。C2～C6的分析结果与C1类似。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种铈锌双掺GAGG纳米粉体，其特征在于，其化学式如式(I)所示：
(Gd1-a-0.667b-c-dCeaZnbAlcGad)2O3 式(I)；
其中，a＝0.005～0.05，b＝0.005～0.05，c＝0.255～0.355，d＝0.175～0.275。
2.根据权利要求1所述的铈锌双掺GAGG纳米粉体，其特征在于，所述式(I)中a＝0.005～0.03，b＝0.005～0.03，c＝0.275～0.355，d＝0.175～0.235。
3.根据权利要求1所述的铈锌双掺GAGG纳米粉体，其特征在于，所述式(I)中a＝0.02～0.05，b＝0.02～0.05，c＝0.255～0.305，d＝0.215～0.275。
4.根据权利要求1至3任一项所述的铈锌双掺GAGG纳米粉体，其特征在于，所述铈锌双掺GAGG纳米粉体的粒径为50nm～300nm；
优选地，所述铈锌双掺GAGG纳米粉体的粒径为100nm～250nm。
5.制备权利要求1至4任一项所述的铈锌双掺GAGG纳米粉体的方法，其特征在于，至少包含以下步骤：
(1)在搅拌条件下，将含有Gd源、Ce源、Zn源、Al源、Ga源的混合溶液滴加到混合沉淀剂中，进行反向滴定共沉淀；滴定结束后将pH调节至7～7.5，继续搅拌0.5h～2h，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体前驱体；
(2)将步骤(1)中的铈锌双掺GAGG纳米粉体的前驱体在900℃～1200℃烧结1h～2h，得到铈锌双掺GAGG纳米粉体。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述Gd源选自Gd的硝酸盐、Gd的硫酸盐、Gd的氯化物中的至少一种；
Ce源选自Ce的硝酸盐、Ce的硫酸盐、Ce的氯化物中的至少一种；
Zn源选自Zn的硝酸盐、Zn的硫酸盐、Zn的氯化物中的至少一种；
Al源选自Al的硝酸盐、Al的硫酸盐、Al的氯化物中的至少一种；
Ga源选自Ga的硝酸盐、Ga的硫酸盐、Ga的氯化物中的至少一种；
优选地，步骤(1)中所述Gd源为Gd的硝酸盐；Ce源为Ce的硝酸盐；Zn源为Zn的硝酸盐；Al源为Al的硝酸盐；Ga源为Ga的硝酸盐。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述滴定过程的搅拌速率为1500rpm/min～2000rpm/min；
步骤(1)中所述滴定时的滴加速率为0.5ml/min～2ml/min。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合沉淀剂为含有氨水和碳酸氢铵的溶液；
其中，所述溶液中氨水和碳酸氢铵的总浓度为1mol/L～3mol/L。
9.根据权利要求5或8所述的方法，其特征在于，所述混合沉淀剂中包含质量分数为0.15％～1％的分散剂；
其中，所述分散剂选自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠中的至少一种。
10.权利要求1至4任一项所述的铈锌双掺GAGG纳米粉体和/或根据权利要求5至9任一项所述方法制备得到的铈锌双掺GAGG纳米粉体中的至少一种在300nm～400nm中至少一段波光的激发下产生490nm～570nm发光。
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