[发明专利]一种电子俘获材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子俘获材料技术领域，具体地，本发明涉及硫酸盐电子俘获材料Sr_1-xSO₄:xSm³⁺(0＜x≤0.01)的新型制备方法。

背景技术

电子俘获材料是指一类具有合适的陷阱俘获能级，能将电子俘获在陷阱能级中，在用某一波段的光激励时，能够以可见光的形式释放俘获电子的材料。具体地，在一定波长的光激发下，基态的电子被激发到高能激发态，到达激发态的电子经过电子遂穿，然后被俘获中心所形成的局域场俘获，从而实现了能量的存储过程；当用红外光激励时，被俘获中心所俘获的电子从俘获中心释放，重新回到基态，在返回基态的过程中，以可见光的形式释放能量。目前，这种电子俘获材料已广泛用于个人和环境辐射的防护监测、核工业、核医学、农业、石油探测、辐射加工、考古、艺术鉴定等诸多领域。

但是，目前大多数采用高温固相合成法来制备电子俘获材料，例如中国专利CN1603384和中国专利CN101870867A。高温固相合成法在制备过程中使用对设备有腐蚀性的挥发性物质，且含有有毒物质，对环境和人的健康不利；而且其制备工艺复杂，需要高温、甚至高压等外界条件，其能耗大、制备成本高。更为不利的是，高温固相合成法所制备的电子俘获材料颗粒大、颗粒分散性和均匀性较差，而且颗粒形貌难以控制，从而导致制备出的电子俘获材料的发光性能较差，或者发光性能不稳定。而如果能够制备出粒径较小且颗粒分布均匀的电子俘获材料，则由于随着电子俘获材料的粒径减小，比表面积增大，晶体的内部缺陷减少，更多的缺陷分布在表面上，即分布在表面的陷阱增多，电子有更高的几率被俘获并发光，因而有效提高了电子俘获材料的发光强度和发光稳定性。

鉴于目前电子俘获材料作为许多新兴高科技产品的基础功能材料，其需求量日益增加，因此目前迫切需要一种合成温度低、耗能少、操作简单、制备成本低的制备电子俘获材料的方法。进一步地，该制备方法可以制备出颗粒小且颗粒度分布均匀，颗粒形貌规整且可控的电子俘获材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制备电子俘获材料的新型制备方法，特别是掺杂稀土离子Sm³⁺的硫酸锶的新型制备方法。该制备方法合成温度低、耗能少、操作简单、制备成本低。

进一步地，本发明要解决的技术问题是提供一种制备电子俘获材料的新型制备方法，特别是掺杂稀土离子Sm³⁺的硫酸锶的新型制备方法。该制备方法可以制备出颗粒小且粒度分布均匀，颗粒形貌规整且可控的电子俘获材料。

本发明的发明人进行深入、详细地研究，通过控制包括原料配比、分散剂等工艺条件解决了上述技术问题。具体技术方案如下：

根据本发明的实施方式，提供一种制备电子俘获材料的方法，所述电子俘获材料是掺杂稀土离子Sm³⁺的硫酸锶，其化学式为Sr_1-xSO₄:xSm³⁺，其中x为掺入的稀土离子Sm³⁺的摩尔比，0＜x≤0.01，所述方法包括：

(1)分别配制Na₂SO₄、SrCl₂和SmCl₃的水溶液；

(2)在搅拌条件下，将SmCl₃溶液添加到SrCl₂水溶液中；

(3)在继续搅拌条件下将Na₂SO₄水溶液迅速添加到步骤(2)的混合溶液中；

(4)将步骤(3)所获得的混合液陈化至少10小时；

(5)将步骤(4)所获得的混合物离心分离得到固体物；

(6)将步骤(5)所获得的固体物分别用去离子水和乙醇洗涤至少三次；

(7)在至少45℃的温度下将洗涤过的固体物真空干燥至少3小时，即得到所述的电子俘获材料Sr_1-xSO₄:xSm³⁺。

根据本发明的优选实施方式，进一步控制步骤(3)中所添加的Na₂SO₄溶液的量，使得[Sr²⁺]与[SO₄^2-]的摩尔比R为1∶2～2∶1，从而获得具有不同颗粒形貌的电子俘获材料。