晶體晶相從六方相到四方相的轉(zhuǎn)變及其發(fā)光性能的提升方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬稀土發(fā)光材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種稀土摻雜YPO4晶體晶相從六方相到四方相的轉(zhuǎn)變及其發(fā)光性能的提升方法。
【背景技術(shù)】
[0002]稀土發(fā)光材料在整個固體發(fā)光領(lǐng)域占有很重要的地位，因為特殊的電子層結(jié)構(gòu)使稀土元素具有一般元素?zé)o法比擬的性質(zhì)。近幾年來，因為具有吸收能力強(qiáng)、發(fā)光亮度高、合成溫度適中等優(yōu)點(diǎn)，稀土磷酸鹽在照明、量子光學(xué)、彩色電視機(jī)和熱釋發(fā)光檢測領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，引起了科研工作者廣泛的興趣。
[0003]￥?04在稀土磷酸鹽中占有重要地位，被廣泛用于稀土金屬離子的摻雜基質(zhì)。根據(jù)合成條件和合成方法的不同，磷酸釔(YPO4)可得到兩種不同的同質(zhì)異構(gòu)體晶體結(jié)構(gòu)，分別為四方相和六方相。之前的研宄表明，相比于四方相的稀土摻雜磷酸釔晶體，六方相的晶體顯現(xiàn)出更低的發(fā)光性能，原因是由于六方相的晶體中存在有發(fā)光淬滅者(0H-)。但是在一般情況下，六方相的磷酸釔晶體反而更容易得到。因此，對于得到其較高的發(fā)光性能而言，如何去實現(xiàn)從六方晶相到四方晶相的轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為很重要的研宄熱點(diǎn)。直到現(xiàn)在，一般在得到六方相的產(chǎn)物之后，通過高溫煅燒處理的方法可實現(xiàn)將六方相晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较嗑w(Journal of the American Chemical Society，2011，133，2998、Journal of the AmericanChemical Society，2010，132，2759)。但是這種方法不僅需要兩步完成，首先是六方相產(chǎn)物的得到，然后是六方相產(chǎn)物的熱處理過程，而且限制了對其晶相的轉(zhuǎn)變及其形貌的轉(zhuǎn)變的研宄。
[0004]所以，探求一個簡單的方法來實現(xiàn)磷酸釔晶體晶相的轉(zhuǎn)變無論是對于其晶體的同質(zhì)異構(gòu)體的轉(zhuǎn)變過程的研宄還是對于其潛在的性能的提高都有很重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種稀土摻雜YPO4晶體晶相從六方相到四方相的轉(zhuǎn)變及其發(fā)光性能的提升方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:包括以下步驟:
[0007](I)制備Y (NO3) 3、Eu (NO3) 3離子水溶后備用；將Na 3cit或EDTA加入到去離子水中并加熱攪拌使其溶解，形成Na3Cit或EDTA溶液，自然冷卻到室溫備用；將NH4H2PO4溶于去離子水中配成顯#丨04溶液；
[0008](2)以溶質(zhì)摩爾比9:1?4:1混合Y (NO3) 3溶液和Eu (NO 3) 3溶液，后向混合溶液中滴加Na3Cit或EDTA溶液，攪拌混合液20?30min后滴加NH4H2PO4溶液，最后獲得的溶液中YxEu1^xNO3> Na3cit/EDTA、NH4H2PO4三者的摩爾比為 1:1:1 ?1: 1:13 ;
[0009](3)用稀硝酸調(diào)節(jié)步驟(2)得到的溶液pH值至I ;
[0010](4)將調(diào)節(jié)好pH值的溶液攪拌40?60min，后轉(zhuǎn)移到帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中密封，在160?180°C下反應(yīng)6?12小時后，自然冷卻到室溫，得到沉淀物；
[0011](5)將得到的沉淀物離心分離，并用水和乙醇洗滌若干次，后將洗滌過的物質(zhì)放入70?80°C干燥箱中干燥，最終得到六方相，六方相與四方相混合，和四方相的YPO4晶體。
[0012]所述步驟⑴中，Y(NO3) 3和Eu (NO 3)3溶液的制備方法為:分別將Y 203和Eu 203溶于濃硝酸中，加熱去除多余的濃硝酸，再加入去離子水配成Y (NO3) 3和Eu (NO 3) 3溶液。
[0013]所述步驟(2)中，NH4H2PO4溶液的滴加方式為緩慢滴加。
[0014]所述步驟(4)中攪拌時間為40?60min，反應(yīng)釜體積填充度為80%。
[0015]所述步驟(5)中要獲得純四方相的稀土摻雜YPO4晶體，起始反應(yīng)溶液中的NH4H2PO4, YxEu1^xNO3> Na3cit/EDTA 三者的摩爾比須大于 9:1:1。
[0016]所述步驟(5)中用水和乙醇洗滌的次數(shù)為三次。
[0017]所述步驟(5)中的干燥時間為9?12h。
[0018]本發(fā)明具有以下的有益效果:相比較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過本發(fā)明采用水熱法，用Na3Cit或EDTA作為螯合劑，首先合成了六方相的稀土 Eu離子摻雜YPO4晶體。通過調(diào)節(jié)起始反應(yīng)溶液中P043_:RE3+:Cit3_/EDTA的比例，實現(xiàn)了 YP04:Eu晶體的晶相從六方相到四方相的可控轉(zhuǎn)變。與此同時，產(chǎn)物的發(fā)光性能也大幅度提高。采用水熱法實現(xiàn)YPO4晶體晶相的轉(zhuǎn)變，操作簡單，可選擇性的合成不同晶相的Eu摻雜YPO4晶體。且制得的四方相的Eu摻雜YPO4晶體較六方相的晶體發(fā)光性能大幅度提高，本方法適用于大面積推廣。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明制備的不同Eu摻雜YPO4晶體的XRD圖譜；
[0020]圖2是本發(fā)明制備的不同Eu摻雜YPO4晶體的PL光譜。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]本發(fā)明包括以下步驟:
[0023](I)制備Y (NO3) 3、Eu (NO3) 3離子水溶后備用；將Na 3cit或EDTA加入到去離子水中并加熱攪拌使其溶解，形成Na3Cit或EDTA溶液，自然冷卻到室溫備用；將NH4H2PO4溶于去離子水中配成順#2?04溶液；Y (NO 3) 3和Eu (NO 3) 3溶液的制備方法為:分別將Y 203和Eu 203溶于濃硝酸中，加熱去除多余的濃硝酸，再加入去離子水配成Y (NO3) 3和Eu (NO 3) 3溶液；
[0024](2)以溶質(zhì)摩爾比9:1?4:1混合Y (NO3) 3溶液和Eu (NO 3) 3溶液，后向混合溶液中滴加Na3Cit或EDTA溶液，攪拌混合液20?30min后滴加NH4H2PO4溶液，最后獲得的溶液中YxEu1^xNO3> Na3cit/EDTA、NH4H2PO4三者的摩爾比為 1:1:1 ?1: 1:13 ;NH 4H2P04S液的滴加方式為緩慢滴加；
[0025](3)用稀硝酸調(diào)節(jié)步驟(2)得到的溶液pH值至I ;
[0026](4)將調(diào)節(jié)好pH值的溶液攪拌40?60min，后轉(zhuǎn)移到帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中密封，在160?180°C下反應(yīng)6?12小時后，自然冷卻到室溫，得到沉淀物；攪拌時間為40?60min，反應(yīng)釜體積填充度為80% ；
[0027](5)將得到的沉淀物離心分離，并用水和乙醇洗滌三次，后將洗滌過的物質(zhì)放入70?80°C干燥箱中干燥9?12h，最終得到六方相，六方相與四方相混合，和四方相的YPO4晶體(見附圖1)。
[0028]實施例:
[0029]實施例1:
[0030](I)取5.95ml的0.4mol.L-1的Y(NO 3)3溶液，然后加入Eu (NO 3) 3溶液充分混合(Eu5%，摩爾比)；
[0031](2)稱量2mmolNa3cit放入到15ml去離子水中，攪拌使其溶解，待其冷卻到室溫后將其緩慢加入到步驟⑴所得的混合溶液中，并附加攪拌20min，以