[发明专利]包覆金属纳米粒子的钛酸盐发光材料及其制备方法

权利要求书

1.一种包覆金属纳米粒子的钛酸盐发光材料，其特征在于，其化学通式为：NaGd_1-xTiO₄:Eu_x@M_y；其中，NaGd_1-xTiO₄:Eu_x为外壳，@是包覆，M为内核；M选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu金属纳米粒子中的至少一种，x为Eu原子取代Gd原子的摩尔数，0＜x≤0.05，y为M与Ti的摩尔比，0＜y≤1×10^-2。

2.根据权利要求1所述的包覆金属纳米粒子的钛酸盐发光材料，其特征在于，0.005≤x≤0.03，1×10^-5≤y≤5×10^-3。

3.根据权利要求1所述的包覆金属纳米粒子的钛酸盐发光材料，其特征在于，包括以下发光材料中的一种：

NaGd_0.995TiO₄:Eu_0.005@Au_1×10ˉ2；NaGd_0.8TiO₄:Eu_0.2@Ag_5×10ˉ4；NaGd_0.5TiO₄:Eu_0.5@Pt_5×10ˉ3；NaGd_0.7TiO₄:Eu_0.3@Pd_1×10ˉ5；NaGd_0.9TiO₄:Eu_0.1@Cu_1×10ˉ4；NaGd_0.99TiO₄:Eu_0.01@(Ag_0.5/Au_0.5)_1.25×10ˉ3。

4.一种包覆金属纳米粒子的钛酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将M的盐溶液、三乙醇胺异丙醇钛溶液和二甲基甲酰胺混合反应，制得核壳结构的TiO₂@M_y胶体；再通过离心、乙醇洗涤、干燥TiO₂@M_y胶体后得到TiO₂@M_y固体；其中，@表示TiO₂包覆M；二甲基甲酰胺的体积添加量为M的盐溶液、三乙醇胺异丙醇钛溶液和二甲基甲酰胺体积之和的20%～80%；

按照NaGd_1-xTiO₄:Eu_x@M_y中元素的化学计量比，量取Na、Gd和Eu各自对应盐的乙醇水溶液，并加入柠檬酸络合剂和聚乙二醇表面活性剂，于60～80℃搅拌2～6h，得到溶胶，然后在搅拌下加入TiO₂@M_y固体，再搅拌2～12h，得到前驱体溶胶；其中，柠檬酸与Na、Gd和Eu三种金属离子之和的摩尔比为1～5:1，聚乙二醇的浓度为0.05～0.20g/mL；

将前驱体溶胶干燥挥发溶剂得到干凝胶，研磨干凝胶，研磨粉体放于空气气氛下于600～900℃预烧2～12小时，降温至室温后研磨预烧样品；然后再将研磨的预烧样品粉末于900～1400℃煅烧1～8h，即得到化学通式为NaGd_1-xTiO₄:Eu_x@M_y的包覆金属纳米粒子的钛酸盐发光材料；

其中，NaGd_1-xTiO₄:Eu_x为外壳，@是包覆，M为内核；M选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu金属纳米粒子中的至少一种，x为Eu原子取代Gd原子的摩尔数，0＜x≤0.05，y为M与Ti的摩尔比，0＜y≤1×10^-2。

5.根据权利要求4所述的包覆金属纳米粒子的钛酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，M的盐溶液的浓度为5×10^-5mol/L～5×10^-3mol/L；所述三乙醇胺异丙醇钛溶液的浓度为0.22mol/L～2.5mol/L。