[发明专利]Fe纳米颗粒掺杂的多功能量子点玻璃材料及其制备方法

权利要求书

1.一种Fe纳米颗粒掺杂的多功能量子点玻璃材料，所述玻璃高度透明、Fe纳米颗粒大小均一，尺寸在20~80nm范围内可控，且在玻璃基体中分散均匀，其特征在于：

所述Fe纳米颗粒的掺入量为玻璃质量的0.1~8%；所述Fe源为Fe(NO₃)₃·4H₂O、Fe(CH₃COO)₃、FeCl₃、FeCl₂·xH₂O或Fe(NO₃)₂·xH₂O；控制热处理过程中的气氛将Fe源还原为单质Fe并稳定镶嵌在玻璃基体网络中；

所述玻璃基体为钠硼硅玻璃，所采用的玻璃基体质量百分比组成为5~15% Na₂O：15~25% B₂O₃：60~80% SiO₂。

2.根据权利要求1所述的一种Fe纳米颗粒掺杂的多功能量子点玻璃材料，其特征在于：所采用的玻璃基体质量百分比组成为5% Na₂O-20% B₂O₃-75% SiO₂。

3.如权利要求1~2所述一种Fe纳米颗粒掺杂的多功能量子点玻璃材料，其特征在于：硅源来自正硅酸乙酯，硼源来自硼酸，钠源来自金属钠。

4.制备如权利要求1所述多功能量子点玻璃材料的方法，其特征在于：采用溶胶-凝胶法将Fe纳米颗粒稳定在钠硼硅玻璃基体中，具体包括如下步骤：

(1)首先将的正硅酸乙酯溶解于无水乙醇中，滴入几滴稀硝酸促使其充分水解形成无色透明溶液A；按比例取适量H₃BO₃溶解于乙二醇甲醚中，适量金属Na溶于无水乙醇中，分别置于磁力加热搅拌器上搅拌1~2h，形成溶液B、C；

(2)将上述溶液B加入A溶液中，搅拌1~2h，之后加入C溶液，搅拌使其充分混合，形成NBS玻璃的先驱体溶胶；

(3)将Fe源的先驱体溶液滴入步骤(2)中的NBS玻璃溶胶中搅拌，得到含Fe^x+(x=2, 3)的NBS溶胶；

(4)将上述溶胶倒入透气性良好的小塑料盒中，常温下静置12~48h后形成湿凝胶，放入真空干燥箱中，分阶段升温至90~120 ^oC下密封干燥14~21天，得到干凝胶；

(5)将干凝胶放入高温管式炉中，在氧气气氛下从室温升至100~150^oC，保温10~20h；接着在氧气气氛下按3~20^oC/h升至420~450°C，保温10~24h，而后通入还原气体H₂，保温10~20h；最后，在N₂气氛条件下，以一定的升温速率升至530~550°C，最后升温至600~650^oC，并保温10~20h；待降至室温，将样品取出，得到透明的Fe纳米颗粒掺杂量子点玻璃；

(6)将上述制备的含Fe纳米颗粒的钠硼硅玻璃经切割、抛光后得到厚度为0.5 mm、直径为1cm的玻璃薄片。