[发明专利]掺杂金属粒子的空心结构锡酸钙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锡酸钙发光材料，其特征在于，其结构通式为：Ca_2-xSnO₄:Tb_x@M_y，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_2-xSnO₄:Tb_x为外壳，x的取值范围为0＜x≤0.3，y为M与Ca_2-xSnO₄:Tb_x的摩尔之比，y的取值范围为0＜y≤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锡酸钙发光材料，其特征在于，x的取值范围为0.005≤x≤0.2；y的取值范围为1×10^-5≤y≤5×10^-3。

3.一种掺杂金属粒子的空心结构锡酸钙发光材料，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5×10^-4g/mL～1×10^-2g/mL，所述还原剂与M的摩尔比为0.5:1～10:1；

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@M_y的溶液，对离心得到的固相进行洗涤、干燥后得到C@M_y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_2-xSnO₄:Tb_x@M_y中的化学计量比，分别量取Ca、Sn和Tb的盐溶液混合,然后加入所述C@M_y碳球模板，在50~80℃下水浴加热搅拌0.5-2h；接着再加入(NH₄)₂C₂O₄沉降剂,得到沉淀，再在50~80℃下水浴保温1-6h，然后抽滤并干燥，得到Ca_2-xSn(OH)₄(C₂O₄)₂:Tb_x@C@M_y前驱体；其中，C@M_y碳球模板与Ca_2-xSnO₄:Tb_x的摩尔比为0.025:1~10:1；

将所述前驱体研磨，并将研磨得到的粉体于800~1000℃煅烧2~10小时，降温后研磨，然后再于1000～1400℃还原反应1~6h，得到结构通式为Ca_2-xSnO₄:Tb_x@M_y的空心结构锡酸钙发光材料；

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_2-xSnO₄:Tb_x为外壳，x的取值范围为0＜x≤0.3，y为M与Ca_2-xSnO₄:Tb_x的摩尔之比，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2。

4.根据权利要求3所述的掺杂金属粒子的空心结构锡酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述助剂为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的掺杂金属粒子的空心结构锡酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、柠檬酸钠或硼氢化钠中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的掺杂金属粒子的空心结构锡酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，M的盐溶液、助剂和还原剂混合反应的时间为10~45min。