技术领域
[0001] 本
发明属于
纳米材料技术领域，具体涉及一种防板结异形复合发光粉及其制备方法。
背景技术
[0002] 长余辉发光材料是一种“绿色”
光源材料，即在自然光或人造光源照射下存储光
辐射能量，当光源切断后，仍能以可见光的形式释放出储存的能量，呈现出明亮可辨的光，是理想的应急指示光源。经历了上百年的发展，长余辉材料已自成体系，以其自身独特的“魅
力”在各个领域崭露头
角，尤其在
生物成像等新领域显现出广阔的应用发展前景。目前，制备稀土长余辉发光材料的方法主要包括燃烧法、溶胶凝胶法、化学沉淀法、
水热法、微乳液法等。
[0003] 然而
现有技术不足以解决发光纳米颗粒在制备过程中严重的团聚现象，且所制备出的发光纳米颗粒其发光和余晖性能也不理想。例如，在具有高
发光效率的稀土长余辉发光纳米材料的制备，由于在
烧结过程中材料团聚板结，使得单分散纳米颗粒的制备十分困难。因此，如何用低成本的方法制备具有优异发光性能的单分散稀土长余辉发光纳米颗粒，对于进一步扩展其应用范围具有非常重要的意义。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种能制备出具有优异发光性能的防板结异形复合发光粉及其制备方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防板结异形复合发光粉的制备方法，包括以下步骤：
[0006] S1、在水和
乙醇的混合溶液中加入非离子
表面活性剂P123，以
盐酸调节混合溶液pH至酸性，均匀搅拌后滴加正
硅酸乙酯TEOS并搅拌均匀得到澄清透明的
二氧化硅前驱体溶液；
[0007] S2、将
硝酸锶、硝酸镁、硝酸铕和硝酸镝按比例溶解于盐酸水溶液中，将该水溶液滴加入上述
二氧化硅前驱体溶液中，再通过加入棕榈酸和二丙
酮醇的复合
溶剂来调整产品形貌，搅拌均匀并转移至四氟乙烯的高压反应釜中，于适当
温度下水热反应，得到发光粉的前驱体；
[0008] S3、将上述反应产物前驱体洗涤干净，先在空气气氛下
煅烧除去有机物种，再用H2/Ar混合气体作为还原气氛，在管式炉中控制升温速度并煅烧，得到防板结异形复合发光粉。
[0009] 进一步的：步骤S1中，所述水和乙醇的
混合液的比例在10:1～5:1的范围内。
[0010] 进一步的：步骤S1中，所述非离子表面活性剂P123的含量为0.5wt％～8.0wt％；所述盐酸与TEOS的摩尔比为1:4～5:1；所述TEOS的含量为溶液体积的0.5％～1％。
[0011] 进一步的：步骤S1中，所述TEOS与硝酸锶的比例为10:1～20:1。
[0012] 进一步的：步骤S2中，所述棕榈酸和二丙酮醇的复合溶剂与TEOS的摩尔比为1:5～1:8；所述硝酸盐比例为硝酸锶:硝酸镁:硝酸铕:硝酸镝＝100:10:1:2～80:40:1:2。
[0013] 进一步的：步骤S2中，所述水热反应温度为140℃～160℃，反应时间为12～24小时。
[0014] 进一步的：步骤S3中，所述空气气氛下煅烧的
温度控制在600℃，煅烧时间为4小时；所述管式炉中的升温速度控制在1℃/min～5℃/min，所述管式炉中煅烧的温度控制在1300℃～1600℃，煅烧时间为3～5小时。
[0015] 进一步的：所述防板结异形复合发光粉有分散的发光纳米颗粒，其粒径为30～60nm，单分散系数为0.05～0.1。
[0016] 进一步的：所述防板结异形复合发光粉为海胆状形貌，其粒径为2～5μm。
[0017] 进一步的：一种由所述的防板结异形复合发光粉的制备方法得到的防板结异形复合发光粉。
[0018] 本发明的有益效果在于：本发明将长余辉发光粉的前驱体与介孔二氧化硅前驱体在水热条件下通过一步法进行共组装，以介孔二氧化硅材料为模板，在其孔道内限域制备长余辉材料
纳米粒子，并通过棕榈酸和二丙酮醇的复合溶剂调控体系表面
张力来控制介孔二氧化硅为海胆状。故，本发明通过一步法共组装制备了硅包覆单分散稀土长余辉纳米颗粒的发光粉，并通过形貌调控获得海胆形发光粉减小了发光粉颗粒间
接触面积，降低了烧结过程中板结现象，使其更易分散，从而得到具有优异发光性能的防板结异形复合发光粉，且该法制备工艺简单，成本低，且具有普适性。
[0019] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照
说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳
实施例并配合
附图详细说明如后。
附图说明
[0020] 图1为本发明实施例1所示的制备方法得到的海胆形复合发光粉的SEM照片。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0022] 实施例1
[0023] (1)按摩尔比TEOS：P123：HCl：H2O：EtOH＝1:0.14:5.0:110:11配制介孔二氧化硅前驱体溶液，按上述配比在60ml乙醇和水的混合溶液中加入非离子表面活性剂P123并以盐酸调节pH值，均匀搅拌后滴入正
硅酸乙酯TEOS，得到澄清透明的二氧化硅前驱体溶液；
[0024] (2)在上述二氧化硅前驱体溶液中加入硝酸锶、硝酸镁、硝酸铕、硝酸镝的混合物水溶液10ml，其中硝酸锶的
质量含量为0.06,硝酸锶：硝酸镁：硝酸铕：硝酸镝的质量比例为100:10:1:2，搅拌均匀后再加入0.0125TEOS当量的棕榈酸和二丙酮醇的复合溶剂，将上述溶液转移至四氟乙烯的高压反应釜中，恒温140℃反应12h，得到稀土长余辉发光粉的前驱体；
[0025] (3)将上述前驱体用丙酮洗涤并干燥后，在空气气氛中按2℃/min的升温速率加热至600℃，保温4h，冷却后再用H2:Ar＝1:9的混合气体作为还原气氛，在管式炉中控制升温速度1℃/min缓慢煅烧，并与1300℃下保持3h,制备得到具有优异发光性能，粒径为3μm包裹着30nm发光颗粒的海胆形复合发光粉。
[0026] 请参见图1，本发明实施例1所示的制备方法得到的海胆形复合发光粉的SEM照片。由图可知，根据本发明所述的制备方法制备得到的复合发光粉为海胆形，其分散均匀，粒径为2～5μm。
[0027] 实施例2
[0028] (1)按摩尔比TEOS：P123：HCl：H2O：EtOH＝1:2.05:5.0:110:11配制介孔二氧化硅前驱体溶液，按上述配比在60ml乙醇和水的混合溶液中加入非离子表面活性剂P123并以盐酸调节PH值，均匀搅拌后滴入正硅酸乙酯TEOS，得到澄清透明的二氧化硅前驱体溶液；
[0029] (2)在上述二氧化硅前驱体溶液中加入硝酸锶、硝酸镁、硝酸铕、硝酸镝的混合物水溶液10ml，其中硝酸锶的质量含量为0.06,硝酸锶：硝酸镁：硝酸铕：硝酸镝的质量比例为80:40:1:2，搅拌均匀后再加入0.2TEOS当量的棕榈酸和二丙酮醇的复合溶剂，将上述溶液转移至四氟乙烯的高压反应釜中，恒温160℃反应24h，得到稀土长余辉发光粉的前驱体；
[0030] (3)将上述前驱体用丙酮洗涤并干燥后，在空气气氛中按5℃/min的升温速率加热至600℃，保温4h，冷却后再用H2:Ar＝1:9的混合气体作为还原气氛，在管式炉中控制升温速度1℃/min缓慢煅烧，并与1600℃下保持5h,制备得到具有优异发光性能，粒径为5μm包裹着60nm发光颗粒的海胆形复合发光粉。
[0031] 实施例3
[0032] (1)按摩尔比TEOS：P123：HCl：H2O：EtOH＝1:0.44:0.25:110:22配制介孔二氧化硅前驱体溶液，按上述配比在60ml乙醇和水的混合溶液中加入非离子表面活性剂P123并以盐酸调节PH值，均匀搅拌后滴入正硅酸乙酯TEOS，得到澄清透明的二氧化硅前驱体溶液；
[0033] (2)在上述二氧化硅前驱体溶液中加入硝酸锶、硝酸镁、硝酸铕、硝酸镝的混合物水溶液15ml，其中硝酸锶的质量含量为0.09,硝酸锶：硝酸镁：硝酸铕：硝酸镝的质量比例为100:20:1:2，搅拌均匀后再加入0.1TEOS当量的棕榈酸和二丙酮醇的复合溶剂，将上述溶液转移至四氟乙烯的高压反应釜中，恒温150℃反应13h，得到稀土长余辉发光粉的前驱体；
[0034] (3)将上述前驱体用丙酮洗涤并干燥后，在空气气氛中按5℃/min的升温速率加热至600℃，保温4h，冷却后再用H2:Ar＝1:9的混合气体作为还原气氛，在管式炉中控制升温速度3℃/min缓慢煅烧，并与1300℃下保持4h,制备得到具有优异发光性能，粒径为4μm包裹着40nm发光颗粒的海胆形复合发光粉。
[0035] 实施例4
[0036] (1)按摩尔比TEOS：P123：HCl：H2O：EtOH＝1:0.18:0.5:100:12配制介孔二氧化硅前驱体溶液，按上述配比在60ml乙醇和水的混合溶液中加入非离子表面活性剂P123并以盐酸调节PH值，均匀搅拌后滴入正硅酸乙酯TEOS，得到澄清透明的二氧化硅前驱体溶液；
[0037] (2)在上述二氧化硅前驱体溶液中加入硝酸锶、硝酸镁、硝酸铕、硝酸镝的混合物水溶液12ml，其中硝酸锶的质量含量为0.06,硝酸锶：硝酸镁：硝酸铕：硝酸镝的质量比例为100:10:1:2，搅拌均匀后再加入0.1TEOS当量的棕榈酸和二丙酮醇的复合溶剂，将上述溶液转移至四氟乙烯的高压反应釜中，恒温150℃反应18h，得到稀土长余辉发光粉的前驱体；
[0038] (3)将上述前驱体用丙酮洗涤并干燥后，在空气气氛中按5℃/min的升温速率加热至600℃，保温4h，冷却后再用H2:Ar＝1:9的混合气体作为还原气氛，在管式炉中控制升温速度2℃/min缓慢煅烧，并与1300℃下保持2h,制备得到具有优异发光性能，粒径为2μm包裹着60nm发光颗粒的海胆形复合发光粉。
[0039] 综上所述：本发明将长余辉发光粉的前驱体与介孔二氧化硅前驱体在水热条件下通过一步法进行共组装，以介孔二氧化硅材料为模板，在其孔道内限域制备长余辉材料纳米粒子，并通过棕榈酸和二丙酮醇的复合溶剂调控体系表面张力来控制介孔二氧化硅为海胆状。故，本发明通过一步法共组装制备了硅包覆单分散稀土长余辉纳米颗粒的发光粉，并通过形貌调控获得海胆形发光粉减小了发光粉颗粒间接触面积，降低了烧结过程中板结现象，使其更易分散，从而得到具有优异发光性能的防板结异形复合发光粉，且该法制备工艺简单，成本低，且具有普适性。
[0040] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0041] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明
专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
