CN109810706A - 一种类绣球花状掺铕钼酸钙粉体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种类绣球花状掺铕钼酸钙粉体的制备方法,该制备方法包括以下步骤:a、按照化学式CaMoO4:Eu3+的化学计量比,分别配制Ca(NO3)2溶液、Eu(NO3)3溶液和(NH4)6Mo7O24溶液;b、配制C3N4溶液;c、将Eu(NO3)3溶液和C3N4溶液加入到Ca(NO3)2溶液中,混合均匀得到混合溶液1;d、将(NH4)6Mo7O24溶液加入到混合溶液1中,搅拌均匀得到混合溶液2;e、将混合溶液2置于反应釜中进行水热反应;f、水热反应结束后,过滤,沉淀经洗涤、干燥后,于马弗炉中烧结,冷却后即得类绣球花状的CaMoO4:Eu3+粉体。本发明制备方法简单,制得的产品具有较大的比表面积且荧光强度显著提高,适宜工业化应用。

Description

一种类绣球花状掺铕钼酸钙粉体的制备方法
技术领域
本发明涉及发光材料制备技术领域,具体地说涉及一种类绣球花状掺铕钼酸钙粉体的制备方法。
背景技术
近些年来,稀土发光材料备受人们的关注。稀土元素的离子具有特别的电子层结构和丰富的能级数量,使其在照明、显示器件、激光领域和探测技术上具有广泛的应用前景。目前通过各种化学方法已经合成了微米乃至纳米尺寸的材料,利用不同的合成方法制备的样品在颗粒尺寸、形貌控制、结晶程度上都有可能呈现出很大的差异,从而导致材料的性能也表示出很大的不同。
白钨矿型钼酸盐属于自激活荧光体发光材料,通过掺入其他激活离子,可以实现激活发光,发展其发光性能。常见的掺杂离子如稀土离子Eu3+、Tb3+、Dy3+等以及其他离子如Bi3+。四方相钼酸钙中O2-和Mo6+形成四面体,O2-和Ca2+呈正十二面体构型,是一种重要的光电功能材料、闪烁晶体、荧光材料。如何合成出荧光强度高且形貌均一的CaMoO4:Eu3+材料仍然是亟待解决的问题和研究热点。
发明内容
本发明的目的就是提供一种类绣球花状掺铕钼酸钙粉体的制备方法,以解决现有方法制备工艺复杂,所得产品荧光强度低的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种类绣球花状掺铕钼酸钙粉体的制备方法,包括以下步骤:
a、按照化学式CaMoO4:Eu3+的化学计量比,分别配制Ca(NO3)2溶液、Eu(NO3)3溶液和(NH4)6Mo7O24溶液;其中,Eu3+的掺杂浓度占Ca2+浓度的0.5 ~5.3 at%;
b、称取C3N4并溶解于水中,得到C3N4溶液;
c、将Eu(NO3)3溶液和C3N4溶液加入到Ca(NO3)2溶液中,混合均匀得到混合溶液1,其中,C3N4的用量∶Ca(NO3)2 =0.3~1.5mmol∶1mmol;
d、将(NH4)6Mo7O24溶液加入到混合溶液1中,搅拌均匀得到混合溶液2;
e、将混合溶液2置于反应釜中,在温度100~200℃条件下,水热反应4~24h;
f、水热反应结束后,过滤,沉淀经洗涤、干燥后,于马弗炉中680~720℃的条件下烧结3~5h,冷却后即得类绣球花状的CaMoO4:Eu3+粉体。
进一步地,步骤e中,水热反应的温度为130~180℃,水热反应的时间为4~16h。
本发明制备方法应用水热反应,并通过加入特定量的C3N4,得到一种形貌均一稳定呈绣球花状的掺铕钼酸钙,产品具有较大的比表面积且荧光强度显著提高,本发明制备方法简单,无需高温焙烧,低能耗,对环境无污染,适宜大规模工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1制得产品的XRD图像。
图2是本发明实施例1制得产品的扫描电镜图。
图3是本发明对比例1制得产品的扫描电镜图。
图4是实施例1、对比例1和对比例2的发射光谱图。
图5是本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对比例1在615nm处的荧光强度对比图。
具体实施方式
下面以具体实施例详细描述本发明。
实施例1
(1)将0.701g的Ca(NO3)2·4H2O溶于10ml水中得到Ca(NO3)2溶液;
(2)将0.2g C3N4溶于10mL水中,得到C3N4溶液;配制浓度为0.2mol/L的Eu(NO3)3水溶液,取Eu(NO3)3水溶液0.15ml以及全部的C3N4溶液转移至步骤(1)所得的Ca(NO3)2溶液中,混合均匀得到混合溶液1;
(3)将0.532g的(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于15mL水中得到(NH4)6Mo7O24溶液,将(NH4)6Mo7O24溶液置于混合溶液1中,搅拌均匀得到混合溶液2;
(4)将混合溶液2置于反应釜中,在温度160℃条件下,水热反应4h;
(5)水热反应结束后,过滤,沉淀经洗涤、干燥后,用马弗炉在700℃的条件下烧4h,冷却后即得CaMoO4:Eu3+粉体。
对上述所得CaMoO4:Eu3+粉体进行表征,结果如图1、图2和图4所示。
对比例1
(1)将0.701g的Ca(NO3)2·4H2O溶于10ml水中得到Ca(NO3)2溶液;
(2)配制浓度为0.2mol/L的Eu(NO3)3水溶液,取Eu(NO3)3水溶液0.15ml移至步骤(1)所得的Ca(NO3)2溶液中,混合均匀得到混合溶液1;
(3)将0.532g的(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于15mL水中得到(NH4)6Mo7O24溶液,将(NH4)6Mo7O24溶液置于混合溶液1中,搅拌均匀得到混合溶液2;
(4)将混合溶液2置于反应釜中,在温度160℃条件下,水热反应4h;
(5)水热反应结束后,过滤,沉淀经洗涤、干燥后,用马弗炉在700℃的条件下烧4h,冷却后即得CaMoO4:Eu3+粉体。
对上述所得CaMoO4:Eu3+粉体进行表征,结果如图3和图4所示。
对比例2
(1)将25mg Bi(NO3)3·5H2O溶于2mL水中,加热搅拌,得到Bi(NO3)3溶液;
(2)向步骤(1)所得Bi(NO3)3溶液中加入14mg Eu(NO3)3·6H2O,搅拌10分钟;得到混合溶液1;
(3)向步骤(2)所得混合溶液1加入225mg Ca(NO3)2·4H2O,搅拌至完全溶解;得到混合溶液2;
(4)向步骤(3)所得混合溶液2中加入250mg Na2MoO4·2H2O,3mL PVP(5%)溶液,搅拌至完全溶解,加水定容至30mL;
(5)用1mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH为7,转移至水热反应釜中,180℃加热反应3h;
(6)水热反应之后,自然冷却至室温,离心,用去离子水洗涤4次,并在60℃干燥过夜;
(7)将步骤(6)所得粉体于马弗炉中,在900℃条件下灼烧4h即得CaMoO4:Eu3+,Bi3+粉体。
对上述所得CaMoO4:Eu3+,Bi3+粉体进行表征,结果如图4所示。
实施例2
(1)将0.701g的Ca(NO3)2·4H2O溶于10ml水中得到Ca(NO3)2溶液;
(2)将0.2g C3N4溶于10mL水中,得到C3N4溶液;配制浓度为0.2mol/L的Eu(NO3)3水溶液,取Eu(NO3)3水溶液0.15ml以及全部的C3N4溶液转移至步骤(1)所得的Ca(NO3)2溶液中,混合均匀得到混合溶液1;
(3)将0.532g的(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于15mL水中得到(NH4)6Mo7O24溶液,将(NH4)6Mo7O24溶液置于混合溶液1中,搅拌均匀得到混合溶液2;
(4)将混合溶液2置于反应釜中,在温度160℃条件下,水热反应8h;
(5)水热反应结束后,过滤,沉淀经洗涤、干燥后,用马弗炉在700℃的条件下烧4h,冷却后即得CaMoO4:Eu3+粉体。
实施例3
(1)将0.701g的Ca(NO3)2·4H2O溶于10ml水中得到Ca(NO3)2溶液;
(2)将0.2g C3N4溶于10mL水中,得到C3N4溶液;配制浓度为0.2mol/L的Eu(NO3)3水溶液,取Eu(NO3)3水溶液0.15ml以及全部的C3N4溶液转移至步骤(1)所得的Ca(NO3)2溶液中,混合均匀得到混合溶液1;
(3)将0.532g的(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于15mL水中得到(NH4)6Mo7O24溶液,将(NH4)6Mo7O24溶液置于混合溶液1中,搅拌均匀得到混合溶液2;
(4)将混合溶液2置于反应釜中,在温度160℃条件下,水热反应12h;
(5)水热反应结束后,过滤,沉淀经洗涤、干燥后,用马弗炉在700℃的条件下烧4h,冷却后即得CaMoO4:Eu3+粉体。
实施例4
(1)将0.701g的Ca(NO3)2·4H2O溶于10ml水中得到Ca(NO3)2溶液;
(2)将0.2g C3N4溶于10mL水中,得到C3N4溶液;配制浓度为0.2mol/L的Eu(NO3)3水溶液,取Eu(NO3)3水溶液0.15ml以及全部的C3N4溶液转移至步骤(1)所得的Ca(NO3)2溶液中,混合均匀得到混合溶液1;
(3)将0.532g的(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于15mL水中得到(NH4)6Mo7O24溶液,将(NH4)6Mo7O24溶液置于混合溶液1中,搅拌均匀得到混合溶液2;
(4)将混合溶液2置于反应釜中,在温度160℃条件下,水热反应16h;
(5)水热反应结束后,过滤,沉淀经洗涤、干燥后,用马弗炉在700℃的条件下烧4h,冷却后即得CaMoO4:Eu3+粉体。
对比例1和实施例1~4的相对荧光强度如图5所示,由图中可以看出本发明制得的材料相对荧光强度显著高于对比例1,其中,实施例2制得产品相对荧光强度最高,为6853a.u.。

Claims (2)

1.一种类绣球花状掺铕钼酸钙粉体的制备方法,其特征是,包括以下步骤:
a、按照化学式CaMoO4:Eu3+的化学计量比,分别配制Ca(NO3)2溶液、Eu(NO3)3溶液和(NH4)6Mo7O24溶液;其中,Eu3+的掺杂浓度占Ca2+浓度的0.5 ~5.3 at%;
b、称取C3N4并溶解于水中,得到C3N4溶液;
c、将Eu(NO3)3溶液和C3N4溶液加入到Ca(NO3)2溶液中,混合均匀得到混合溶液1,其中,C3N4的用量∶Ca(NO3)2 =0.3~1.5mmol∶1mmol;
d、将(NH4)6Mo7O24溶液加入到混合溶液1中,搅拌均匀得到混合溶液2;
e、将混合溶液2置于反应釜中,在温度100~200℃条件下,水热反应4~24h;
f、水热反应结束后,过滤,沉淀经洗涤、干燥后,于马弗炉中680~720℃的条件下烧结3~5h,冷却后即得类绣球花状的CaMoO4:Eu3+粉体。
2.根据权利要求1所述的类绣球花状掺铕钼酸钙粉体的制备方法,其特征是,步骤e中,水热反应的温度为130~180℃,水热反应的时间为4~16h。
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