[发明专利]一种掺铕焦硅酸钇红色发光纳米带的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体说涉及一种掺铕焦硅酸钇红色发光纳米带的制备方法。

背景技术

无机物纳米带的制备与性质研究目前是材料科学、凝聚态物理、化学等学科的前沿研究热点之一。纳米带是一种用人工方法合成的呈带状结构的纳米材料，它的横截面是一个矩形结构，其厚度在纳米量级，宽度可达到微米级，而长度可达几百微米，甚至几毫米。纳米带由于其不同于管、线材料的新颖结构以及独特的光、电、磁等性能而引起人们的高度重视。

焦硅酸钇Y₂Si₂O₇具有低弹性模量、低热导率、低高温挥发率、低高温氧气渗透率、低线膨胀系数、耐化学腐蚀以及较高的化学和热力学稳定性，使Y₂Si₂O₇材料具有广阔的应用前景，如应用于高温结构陶瓷，稀土离子发光材料的基质等。Y₂Si₂O₇有多种晶相，随着合成温度的变化，这些晶相能相互转化，而且这些晶相转变时伴随着很大的体积变化，因此合成单相的Y₂Si₂O₇非常困难。掺铕焦硅酸钇Y₂Si₂O₇:Eu³⁺是一种重要的红色荧光材料。目前，Y₂Si₂O₇:Eu³⁺主要采用高温固相法、溶胶-凝胶法、燃烧法、水热法、前驱体热解法等方法进行合成，合成产物为Y₂Si₂O₇:Eu³⁺微米颗粒或纳米颗粒。掺铕焦硅酸钇Y₂Si₂O₇:Eu³⁺纳米带是一种重要的新型红色纳米发光材料，将在发光与显示、防伪、生物标记、纳米器件等领域得到重要应用，具有广阔的应用前景。目前未见纯相的Y₂Si₂O₇:Eu³⁺纳米带的报道。

专利号为1975504的美国专利公开了一项有关静电纺丝方法(electrospinning)的技术方案，该方法是制备连续的、具有宏观长度的微纳米纤维的一种有效方法，由Formhals于1934年首先提出。这一方法主要用来制备高分子纳米纤维，其特征是使带电的高分子溶液或熔体在静电场中受静电力的牵引而由喷嘴喷出，投向对面的接收屏，从而实现拉丝，然后，在常温下溶剂蒸发，或者熔体冷却到常温而固化，得到微纳米纤维。近10年来，在无机纤维制备技术领域出现了采用静电纺丝方法制备无机化合物如氧化物纳米纤维的技术方案，所述的氧化物包括TiO₂、ZrO₂、Y₂O₃、Y₂O₃:RE³⁺(RE³⁺＝Eu³⁺、Tb³⁺、Er³⁺、Yb³⁺/Er³⁺)、NiO、Co₃O₄、Mn₂O₃、Mn₃O₄、CuO、SiO₂、Al₂O₃、V₂O₅、ZnO、Nb₂O₅、MoO₃、CeO₂、LaMO₃(M＝Fe、Cr、Mn、Co、Ni、Al)、Y₃Al₅O₁₂、La₂Zr₂O₇等金属氧化物和金属复合氧化物。已有人利用静电纺丝技术成功制备了高分子纳米带(Materials Letters，2007，61：2325-2328；Journal of Polymer Science：Part B：Polymer Physics，2001，39：2598-2606)。有人利用锡的有机化合物，使用静电纺丝技术与金属有机化合物分解技术相结合制备了多孔SnO₂纳米带(Nanotechnology，2007，18：435704)；有人利用静电纺丝技术首先制备了PEO/氢氧化锡复合纳米带，将其焙烧得到了多孔SnO₂纳米带(J.Am.Ceram.Soc.，2008，91(1)：257-262)。董相廷等采用静电纺丝技术制备了稀土氟化物纳米带(中国发明专利，申请号：201010108039.7)、二氧化钛纳米带(中国发明专利，授权号：ZL200810050948.2)和Gd₃Ga₅O₁₂:Eu³⁺多孔纳米带(高等学校化学学报，2010，31(7)，1291-1296)。目前，未见采用静电纺丝技术制备Y₂Si₂O₇:Eu³⁺红色发光纳米带的报道。