专利名称：一种锰离子掺杂的磷酸锌发光纳米棒的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种锰离子掺杂的磷酸锌发光纳米棒的合成方法，属于无机非金属材料领域。
背景技术：
长余辉发光材料是指能够吸收和储存外界光辐照的能量，然后在室温下可缓慢地以可见光的形式释放这些能量的材料。随着现代科学技术的迅猛发展，长余辉发光材料已被广泛用于隐蔽照明、指示标志、工艺品、服装等领域，同时在大屏幕彩色显示板、电脑显示器、X射线增感屏、信息存储等领域具有极大的应用潜力。长余辉发光材料已成为人们日常生活中不可缺少的材料。
·
目前，长余辉发光材料研究较为成熟的包括硫化物、硅酸盐、铝酸盐等体系，磷酸盐长余辉材料研究起步较晚，且报道不多。宋艳华等人于2006年27卷第4期的《发光学报》484 488页《红色长余辉材料Zn3(PCM)2:Mn2+，Ga3+的合成及光谱性质》一文中报道了一种采用高温固相法合成和Y-Zn3(PCM)2: Mn2+，Ga3+(ZPMG)的方法，合成的三种磷光粉的激发光谱分别位于24611111([1)、23411111(0)和U)的宽带谱。a相的发射光谱为位于508nm的锐线谱，P和Y相的发射光谱均存在两个谱带，分别位于508nm的绿色光谱区和616nm的红色光谱区。两种发射均归属为Mn2+的4T1 (4G) - GAlg(6S)跃迁，但是由于Mn2+在Zn3 (PO4) 2结构中的配位数不同，故发光颜色及强度均不同。对于余辉发射，只能观察到红色余辉光谱。苏锹等人在专利ZL03109879. 7中报道了一种采用高温固相法制备磷酸锌长余辉发光材料的方法，这种方法将原料混合物和助溶剂研磨并混合均匀后，选择适当空气、氮气、炭、一氧化碳气体等为气氛源，在200 600°C预烧结2 6小时，冷至室温，取出再次充分研磨混均，500 1000°C烧结4 10h，即得产品。高温固相法产物晶型好，但能耗大，且粉体团聚现象严重，颗粒粒径较大，产物球磨时易破坏表面结构影响其性能。闻冰等人在专利ZL200810032494. 6中报道了一种铕掺杂的磷酸锌铵橙红色发光粉材料及其制备方法，该方法采用溶剂热反应法，通过控制溶剂控制基质磷酸铵的合成，溶剂热法虽可有效控制产品粒径，并制备出高纯度物相，但该种方法需要使用耐高温高压的合成设备以及大量的溶剂模板，使得产品成本提高、工艺过程较为复杂，不利于大规模生产。本专利与上述报道不同，采用开放式水溶液合成法，选择适当条件，获得了具有优良长余辉性能的锰离子掺杂的磷酸锌发光纳米棒。
发明内容
本发明主要涉及一种锰离子掺杂的磷酸锌发光纳米棒的合成方法，具体发明内容如下I、锰离子掺杂的磷酸锌发光纳米棒的具体合成步骤为按硝酸锌与的硝酸锰摩尔比为100 : 0. 5 I,共同溶解于去离子水中，配制成金属离子总浓度为0. 01 0. 02mol/L的硝酸盐混合溶液；按硝酸锌、硝酸锰的总量与磷酸氢二铵的摩尔比为3 2，取磷酸氢二铵溶于去离子水配置成0. lmol/L的水溶液，在快速搅拌的条件下，将磷酸氢二铵溶液全部逐滴加入硝酸盐混合溶液，形成悬浊液，将悬浊液升温至70°C，用lmol/L的硝酸调节悬浊液PH值至1-2，继续快速搅拌12h，由此产生的沉淀物用乙醇和蒸馏水洗涤4次，并离心分离，得到的沉淀物在室温下自然干燥18 36h，干燥后的沉淀物于600 1000°C热处理，即得到棒径为50 lOOnm，棒长为200 500nm的具有黄绿色长余辉发光性能的锰离子掺杂的磷酸锌纳米棒晶体。2、磷酸氢二铵溶液逐滴加入硝酸盐混合溶液时的加入速度应控制为I 2mL/min,且为勻速。 3、快速搅拌采用机械搅拌机,搅拌速度为500 1000转/min。4、离心分离的转速为5000 8000转/min。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明进行详细说明，本发明不受这些制造实施例所限。实例I称取Immol硝酸锌与0. 005mmol硝酸猛,共同溶解于IOOml去离子水中，配制成硝酸盐的混合溶液；按硝酸锌、硝酸锰的总量与磷酸氢二铵的摩尔比为3 2，取磷酸氢二铵溶于去离子水配置成0. lmol/L的水溶液，在800转/min的快速搅拌的条件下，将磷酸氢二铵溶液全部逐滴加入硝酸盐混合溶液，形成悬浊液，控制滴加速度为匀速I. 0ml/min，将悬浊液升温至70°C，用lmol/L的硝酸调节悬浊液pH值至2，继续800转/min快速搅拌12h，由此产生的沉淀物用乙醇和蒸馏水洗涤4次，并以8000转/min的转速进行离心分离，得到的沉淀物在室温下自然干燥24h，干燥后的沉淀物于600°C热处理，即得到棒径为50 lOOnm，棒长为200 500nm的具有黄绿色长余辉发光性能的锰离子掺杂的磷酸锌纳米棒晶体。实例2称取I. 5mmol硝酸锌与0. Olmmol硝酸猛,共同溶解于IOOml去离子水中，配制成硝酸盐的混合溶液；按硝酸锌、硝酸锰的总量与磷酸氢二铵的摩尔比为3 2，取磷酸氢二铵溶于去离子水配置成0. lmol/L的水溶液，在800转/min的快速搅拌的条件下，将磷酸氢二铵溶液全部逐滴加入硝酸盐混合溶液，形成悬浊液，控制滴加速度为匀速I. 0ml/min,将悬浊液升温至70°C，用lmol/L的硝酸调节悬浊液pH值至2，继续800转/min快速搅拌12h，由此产生的沉淀物用乙醇和蒸馏水洗涤4次，并以8000转/min的转速进行离心分离，得到的沉淀物在室温下自然干燥24h，干燥后的沉淀物于800°C热处理，即得到棒径为50 IOOnm,棒长为200 500nm的具有黄绿色长余辉发光性能的锰离子掺杂的磷酸锌纳米棒晶体。实例3称取I. 5mmol硝酸锌与0. 015mmol硝酸猛,共同溶解于IOOml去离子水中，配制成硝酸盐的混合溶液；按硝酸锌、硝酸锰的总量与磷酸氢二铵的摩尔比为3 2，取磷酸氢二铵溶于去离子水配置成0. lmol/L的水溶液，在800转/min的快速搅拌的条件下，将磷酸氢二铵溶液全部逐滴加入硝酸盐混合溶液，形成悬浊液，控制滴加速度为匀速I. 0ml/min,将悬浊液升温至70°C，用lmol/L的硝酸调节悬浊液pH值至1，继续800转/min快速搅拌12h，由此产生的沉淀物用乙醇和蒸馏水洗涤4次，并以8000转/min的转速进行离心分离，得到的沉淀物在室温下自然干燥24h，干燥后的沉淀物于900°C热处理，即得到棒径为50 IOOnm,棒长为200 500nm的具有黄绿色长余辉发光性能的锰离子掺杂的磷酸锌纳米棒晶体。·
权利要求
1.一种锰离子掺杂的磷酸锌发光纳米棒的合成方法，其特征在于按硝酸锌与的硝酸锰摩尔比为100 0.5 1，共同溶解于去离子水中，配制成金属离子总浓度为0.01 0.02mol/L的硝酸盐混合溶液；按硝酸锌、硝酸锰的总量与磷酸氢二铵的摩尔比为3 2，取磷酸氢二铵溶于去离子水配置成0. lmol/L的水溶液，在快速搅拌的条件下，将磷酸氢二铵溶液全部逐滴加入硝酸盐混合溶液，形成悬浊液，将悬浊液升温至70°C，用lmol/L的硝酸调节悬浊液PH值至1-2，继续快速搅拌12h，由此产生的沉淀物用乙醇和蒸馏水洗涤4次，并离心分离，得到的沉淀物在室温下自然干燥18 36h，干燥后的沉淀物于600 1000°C热处理，即得到棒径为50 IOOnm,棒长为200 500nm的具有红色长余辉发光性能的猛离子掺杂的磷酸锌纳米棒晶体。
2.如权利要求I所述的锰离子掺杂的磷酸锌发光纳米棒的合成方法，磷酸氢二铵溶液逐滴加入硝酸盐混合溶液时的加入速度应控制为I 2ml/min，且为匀速。
3.如权利要求I所述的锰离子掺杂的磷酸锌发光纳米棒的合成方法，快速搅拌采用机械搅拌机，搅拌速度为500 1000转/min。
4.如权利要求I所述，离心分离的转速为5000 8000转/min。
全文摘要
本发明属于一种锰离子掺杂的磷酸锌发光纳米棒的合成方法。取适量的硝酸锌，硝酸锰溶解于去离子水中，形成硝酸盐混合溶液；取适量磷酸氢二铵固体配制成0.1mol/L的水溶液，逐滴加入上述硝酸盐混合溶液中形成悬浊液；将悬浊液升温至70℃，调节pH值至1-2，继续快速搅拌12h，由此产生的沉淀物用乙醇和蒸馏水洗涤，离心分离，得到的沉淀物于室温下自然干燥18～36h，并于600～1000℃进行热处理，即得到棒径为50～100nm，棒长为200～500nm的具有长余辉发光性能的锰离子掺杂的磷酸锌纳米棒晶体。
文档编号C09K11/70GK102775987SQ20121024215
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月8日 优先权日2012年7月8日
发明者孙彩云, 张明熹, 李亚男, 李娟娟, 李锋锋, 柳鑫华 申请人:河北联合大学