[发明专利]掺杂金属粒子的空心结构钛酸钙镨发光材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂金属粒子的空心结构钛酸钙镨发光材料，其特征在于，其结构通式为：Ca_1-xTi_1-ySn_yO₃:Pr_x@M_z，其中，M为掺杂金属纳米粒子，M选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种，@表示包覆，M为内核，Ca_1-xTi_1-ySn_yO₃:Pr_x为外壳，x的取值范围为0＜x≤0.01，y的取值范围为0＜y≤0.02；z为M与Ca_1-xTi_1-ySn_yO₃:Pr_x的摩尔之比，z的取值范围为0＜z≤1×10^-2。

2.根据权利要求1所述的掺杂金属粒子的空心结构钛酸钙镨发光材料，其特征在于，x的取值范围为0.001≤x≤0.005；y的取值范围为0.001≤y≤0.01；z的取值范围为1×10^-5≤z≤5×10^-3。

3.一种掺杂金属粒子的空心结构钛酸钙镨发光材料，其特征在于，包括如下步骤：

将M的盐溶液、助剂和还原剂混合反应后，制得M纳米粒子胶体；其中，所述助剂的添加量在最终得到的M纳米粒子胶体中的含量为1×10^-4g/mL～5×10^-2g/mL，所述还原剂与M的摩尔比为0.5:1～10:1；M为掺杂金属纳米粒子，M选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种；

在蔗糖或葡萄糖的无水乙醇溶液中加入所述M纳米粒子胶体，得到混合溶液，并将得到的所述混合溶液于120~200℃下密闭反应，制得含有C@M的溶液，离心分离所述含有C@Mz的溶液，对得到的固相进行洗涤、干燥后得到C@M_z碳球模板；其中，@表示C包覆M，M纳米粒子与蔗糖或葡萄糖中C元素的摩尔量之比为5×10^-4~5×10^-2；

按照结构通式Ca_1-xTi_1-ySn_yO₃:Pr_x@M_z中的化学计量比，分别量取Pr和Ca的盐溶液加入到钛酸四丁酯的乙醇溶液中，得到混合盐溶液，调节混合盐溶液pH为2~3，然后加入所述C@M_z碳球模板，搅拌0.5-6h；接着再加入草酸沉降剂，得到沉淀，再接着搅拌反应2-8h，然后抽滤并干燥，得到Ca_1-xTiO(C₂O₄)₂:Pr_x@C@M_z前驱体；其中，C@M_z碳球模板与Ca_1-xTi_1-ySn_yO₃:Pr_x摩尔比为0.025:1~10:1；x的取值范围为0＜x≤0.01；

按照结构通式Ca_1-xTi_1-ySn_yO₃:Pr_x@M_z中的化学计量比，称取SnO₂与所述前驱体一起研磨，并将研磨得到的粉体于500~800℃预烧1~6h，降温后研磨，然后再于800～1200℃煅烧1~10h，得到结构通式为Ca_1-xTi_1-ySn_yO₃:Pr_x@M_z的发光材料；其中，@表示包覆，M为内核，Ca_1-xTi_1-ySn_yO₃:Pr_x为外壳，y的取值范围为0＜y≤0.02；z为M与Ca_1-xTi_1-ySn_yO₃:Pr_x的摩尔之比，z的取值范围为0＜z≤1×10^-2。