CN110182822A - 一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺 - Google Patents

一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN110182822A
CN110182822A CN201910325179.0A CN201910325179A CN110182822A CN 110182822 A CN110182822 A CN 110182822A CN 201910325179 A CN201910325179 A CN 201910325179A CN 110182822 A CN110182822 A CN 110182822A
Authority
CN
China
Prior art keywords
borophosphate
preparation process
linear optical
optical materials
order non
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.)
Granted
Application number
CN201910325179.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110182822B (zh
Inventor
郝玉成
葛广杰
何林波
韩成良
张全争
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.)
Hefei College
Original Assignee
Hefei College
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 Hefei College filed Critical Hefei College
Priority to CN201910325179.0A priority Critical patent/CN110182822B/zh
Publication of CN110182822A publication Critical patent/CN110182822A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110182822B publication Critical patent/CN110182822B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00—Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/14—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/143—Phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，包括以下步骤：(1)将硼酸、亚磷酸以及硝酸钡或硝酸锶研磨混合置于高压反应釜中，加入去离子水搅拌均匀；(2)开启低温水热炉进行晶化反应；(3)形成具有规则立方体外形的非心结构的硼磷酸钡或硼磷酸锶。本发明的有益效果为：(1)本发明工艺简单，不需要超高温的环境，整个制备体系容易构建、操作简便、条件易控、成本低廉、适合于大规模工业化设计开发。(2)本发明是采用去离子水作为反应介质，在制备过程中产生的副产物少，减少后期硼磷酸盐材料中杂质。(3)本发明是采用高压聚四氟乙烯内衬作为封闭，在制备过程中产生的废气少，对环境污染较小，是一种环保型合成工艺。

Description

一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺
技术领域
本发明涉及二阶非线性光学材料应用技术领域，特别是一种硼磷酸盐二阶 非线性光学材料制备工艺。
背景技术
二阶非线性光学材料被广泛用于如光开关、光通讯、光信息处理、光计算 机、激光技术等领域。目前二阶非线性光学材料的设计合成工艺主要是高温固 相反应法：1、将初始反应原料经混合充分后置于铂金坩埚或者密封玻璃管内， 在650℃-1200℃的条件下进行高温固相反应，然后慢速降温结晶，合成具有非 心结构的二阶非线性光学无机化合物。2、把一些结晶较为理想的具有规则几 何外形的目标单晶体挑选出来作为晶种。3、利用上步的晶种作为籽晶使用提 拉法等方法进行晶体生长来合成大尺寸晶体。现有技术中设计合成二阶非线性 光学材料的方法主要为高温固相法，该方法存在设备要求成本高，反应条件苛 刻，合成周期较长，产率较低，晶体产物辨识度低等一系列的不足之处。低温 水热法，作为一种低成本、高效率的设计合成的方法受到越来越多的科研工作 者的重视。
发明内容
本发明的目的是提供一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，以解决 现有技术中设备要求成本高，反应条件苛刻，合成周期较长，产率较低，晶体 产物辨识度低等一系列的不足之处，它能够缩短合成周期，提高目的物产率以 及辨识度。
本发明提供了一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，包括以下步 骤：
(1)将硼酸、亚磷酸以及硝酸钡或硝酸锶研磨混合置于高压反应釜中， 加入去离子水搅拌均匀；
(2)开启低温水热炉进行晶化反应，两小时内由室温升至180℃，然后 恒温处理2-6天，最后匀速冷却至室温；
(3)形成具有规则立方体外形的非心结构的硼磷酸钡或硼磷酸锶。
优选的是，步骤(1)中所述硼酸、亚磷酸以及硝酸钡或硝酸锶的摩尔比 为10:3:1。
优选的是，步骤(1)中所述的去离子水为0.05-0.5ml。
优选的是，步骤(2)中所述晶化反应的时间2天。
优选的是，步骤(2)中所述匀速冷却的速率为3℃/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明工艺简单，不需要超 高温的环境，整个制备体系容易构建、操作简便、条件易控、成本低廉、适合 于大规模工业化设计开发。(2)本发明是采用去离子水作为反应介质，在制备 过程中产生的副产物少，减少后期硼磷酸盐材料中杂质。(3)本发明是采用高 压聚四氟乙烯内衬作为封闭，在制备过程中产生的废气少，对环境污染较小， 是一种环保型合成工艺。
附图说明
图1是本发明实施例1的实验过程图；
图2、图3是本发明的硼磷酸盐的SEM形态照片及元素分布图；
图4是本发明的硼磷酸盐的沿着a轴和c轴的分子结构示意图；
图5是本发明的硼磷酸盐分子结构中的一维阴离子链。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能 解释为对本发明的限制。
一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，包括以下步骤：
(1)将硼酸、亚磷酸以及硝酸钡或硝酸锶研磨混合置于高压反应釜中， 加入去离子水搅拌均匀；前期将反应原料置于研钵中研磨，使其混合均匀，实 现物理共混，然后加入去离子水，使其聚集在一起，增加了彼此之间的接触面 积，促进了反应的进行。
(2)开启低温水热炉进行晶化反应，两小时内由室温升至180℃，然后 恒温处理2-6天，最后匀速冷却至室温；恒温处理是使反应物共混共融进行反 应，匀速缓慢降温，使生成物结晶形核并沿着晶核逐渐长大成规则的几何外形。
(3)形成具有规则立方体外形的非心结构的硼磷酸钡或硼磷酸锶。用沸 水洗涤最终产物，除去反应物中未反应完全的硼酸以及部分溶于热水的杂质， 排除干扰，有利于在显微镜下辨识出晶体目的物。
步骤(1)中所述硼酸、亚磷酸以及硝酸钡或硝酸锶的摩尔比为10:3:1。
步骤(1)中所述的去离子水为0.05-0.5ml。
步骤(2)中所述晶化反应的时间2天。
步骤(2)中所述匀速冷却的速率为3℃/h。
本发明的实施例1：
一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，包括以下步骤：
(1)将硼酸、亚磷酸以及硝酸钡或硝酸锶以10:3:1的摩尔比研磨混合 置于高压反应釜中，加入去离子水0.1mL；
(2)开启低温水热炉进行晶化反应；程序设置为：从室温开始2小时(2 hrs)升温至180℃，然后恒温180℃两天，最后以3℃/h的降温速率缓慢冷 却至室温；
(3)生成具有规则立方体外形的非心结构的硼磷酸钡或硼磷酸锶。
结合图1可以看出，本合成方法是采用低温水热法，反应总程序设置为从 室温开始2小时(2hrs)升温至180℃；然后恒温180℃两天(2ds)；最后 以3℃/h的降温速率缓慢冷却至室温。聚四氟乙烯内胆外加金属外壳，其内生 压强为可高达10MPa数量级。条件相较高温固相反应更加温和，最高为 180℃，不需要超高温高热的苛刻条件，反应周期较短为4-6天，根据扫描电 镜SEM照片可以看出，所生成晶体形貌更为规则，质量较好，辨识度高。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果， 以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡 是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出 说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将硼酸、亚磷酸以及硝酸钡或硝酸锶研磨混合置于高压反应釜中，加入去离子水搅拌均匀；
(2)开启低温水热炉进行晶化反应，两小时内由室温升至180℃，然后恒温处理2-6天，最后匀速冷却至室温；
(3)形成具有规则立方体外形的非心结构的硼磷酸钡或硼磷酸锶。
2.根据权利要求1所述的硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，其特征在于：步骤(1)中所述硼酸、亚磷酸以及硝酸钡或硝酸锶的摩尔比为10:3:1。
3.根据权利要求1所述的硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，其特征在于：步骤(1)中所述的去离子水为0.05-0.5ml。
4.根据权利要求1所述的硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，其特征在于：步骤(2)中所述晶化反应的时间2天。
5.根据权利要求1所述的硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺，其特征在于：步骤(2)中所述匀速冷却的速率为3℃/h。
CN201910325179.0A 2019-04-22 2019-04-22 一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺 Active CN110182822B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910325179.0A CN110182822B (zh) 2019-04-22 2019-04-22 一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910325179.0A CN110182822B (zh) 2019-04-22 2019-04-22 一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110182822A true CN110182822A (zh) 2019-08-30
CN110182822B CN110182822B (zh) 2022-06-14

Family

ID=67714853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910325179.0A Active CN110182822B (zh) 2019-04-22 2019-04-22 一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110182822B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111217349A (zh) * 2020-01-13 2020-06-02 合肥学院 一种二阶非线性光学材料磷铝酸盐及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1492084A (zh) * 2002-10-25 2004-04-28 中国科学院理化技术研究所 大尺寸硼磷酸锶非线性光学晶体及其生长方法和用途
CN101353578A (zh) * 2008-09-05 2009-01-28 浙江大学 一种上转换荧光材料
CN101691386A (zh) * 2009-10-16 2010-04-07 广东工业大学 一种铁电材料有机模板金属硼磷酸盐及其制备方法与用途
CN103173859A (zh) * 2011-12-20 2013-06-26 中国科学院新疆理化技术研究所 化合物硼磷酸钠镉和硼磷酸钠镉非线性光学晶体及制备方法和用途
CN108034074A (zh) * 2017-12-04 2018-05-15 东北林业大学 一种金属硼磷酸铵盐阻燃抑烟剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1492084A (zh) * 2002-10-25 2004-04-28 中国科学院理化技术研究所 大尺寸硼磷酸锶非线性光学晶体及其生长方法和用途
CN101353578A (zh) * 2008-09-05 2009-01-28 浙江大学 一种上转换荧光材料
CN101691386A (zh) * 2009-10-16 2010-04-07 广东工业大学 一种铁电材料有机模板金属硼磷酸盐及其制备方法与用途
CN103173859A (zh) * 2011-12-20 2013-06-26 中国科学院新疆理化技术研究所 化合物硼磷酸钠镉和硼磷酸钠镉非线性光学晶体及制备方法和用途
CN108034074A (zh) * 2017-12-04 2018-05-15 东北林业大学 一种金属硼磷酸铵盐阻燃抑烟剂及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAYKAL, A ET AL.: "Synthesis of strontium borophosphate, SrBPO5 by solid state and hydrothermal methods and characterisation", 《CRYSTAL RESEARCH AND TECHNOLOGY》 *
PUSHCHAROVSKY, DY ET AL.: "Hydrothermal synthesis and crystal structures of Li,Ba-nanoborate, LiBaB9O15, and Ba-borophosphate, BaBPO5", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *
YANG, Y ET AL.: "Synthesis, Crystal Structure and Characterization of a new Protonated Magnesium Borophosphate: (H3O)Mg(H2O)(2)[BP2O8]center dot H2O", 《ZEITSCHRIFT FUR ANORGANISCHE UND ALLGEMEINE CHEMIE》 *
柳伟等: "水热合成新型硼磷酸盐化合物的研究进展", 《无机化学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111217349A (zh) * 2020-01-13 2020-06-02 合肥学院 一种二阶非线性光学材料磷铝酸盐及其制备方法和应用
CN111217349B (zh) * 2020-01-13 2021-10-22 合肥学院 一种二阶非线性光学材料磷铝酸盐及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN110182822B (zh) 2022-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103789835A (zh) 一种改进型梯度凝固GaAs单晶生长方法
CN108557863B (zh) 一种氧化镧的制备方法
CN113264774A (zh) 一种晶种诱导微波合成的SiC晶体及其制备方法
CN110182822A (zh) 一种硼磷酸盐二阶非线性光学材料制备工艺
CN109385278A (zh) 一种连续合成稀土上转换发光纳米材料的微反应系统
CN100516319C (zh) 一种无籽晶垂直气相生长溴化铊单晶方法
CN108516578A (zh) 一种亚微米氧化铟粉体的制备方法
CN115182050A (zh) 一种蒸气平衡生长BaGa2GeSe6单晶的方法
CN113957524A (zh) 一种晶体红磷纤维及其高效制备方法
CN105948004B (zh) 一种水自升压力下制备黑磷的方法
CN107955971A (zh) 水平法砷化镓单晶拉制过程中的放肩方法
CN104528669A (zh) 一种六方氮化硼的合成方法
CN103198912B (zh) 立方相钪锗氧化物的高温高压制备方法
CN113373511B (zh) 一种大尺寸CrI3单晶的制备方法
CN110468445A (zh) 硼酸铯钡非线性光学晶体及其制备方法和用途
CN102485654B (zh) 一种在热硫化条件下制取黄铁矿晶体的方法
CN104357904A (zh) 一种大尺寸钛宝石晶体生长方法
CN1259466C (zh) 掺铈二硅酸镥闪烁晶体的生长方法
CN101746786B (zh) 一种制备高纯α-Al2O3纳米晶体材料的方法
CN201367495Y (zh) 中压冷壁半绝缘砷化镓单晶生长炉
CN111549376A (zh) 一种掺铈溴化镧闪烁晶体及其生长方法
CN105586638A (zh) 一种铌酸钾铅压电单晶的制备方法
CN101591800B (zh) 一种低温水热制备非线性光学晶体的方法
CN111575005A (zh) 一种连续合成四氟稀土锂纳米颗粒的微反应系统
CN111020702A (zh) 磷酸铷钡铋和磷酸铯钡铋化合物及其非线性光学晶体的制备方法和用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant