一種碳酸鉀基熒光材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于稀土發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型的復(fù)合發(fā)光材料，特別涉及一種以碳酸鉀為核材料，以稀土二元配合物為殼層材料的核殼型復(fù)合熒光材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]稀土配合物，作為一種發(fā)光材料，由于具有發(fā)射峰窄、量子效率高、發(fā)射峰位不隨配體的變化而移動(dòng)的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在發(fā)光顯示、熒光探針、防偽等領(lǐng)域。
[0003]然而，由于稀土價(jià)格的不斷上漲，稀土配合物在一些領(lǐng)域的應(yīng)用受到了一定的限制。文獻(xiàn)曾經(jīng)報(bào)道一些方法提高稀土配合物的發(fā)光性能，如專利CN 102504817 A中利用稀土鋱摻雜氧化鋁纖維，CN 102153576 A中利用二氧化硅包覆稀土配合物的方法實(shí)現(xiàn)稀土配合物發(fā)光材料性能的優(yōu)化和成本的降低。但是，稀土配合物附著于納米二氧化硅表面的吸附力比較弱，在材料的加工過程中容易脫離而重新聚集。二氧化硅包覆稀土配合物雖然可以有效地降低成本，但是并非適用于所有的稀土配合物，因?yàn)榇蟛糠窒⊥僚浜衔镌谒庹杷嵋阴サ倪^程中已經(jīng)發(fā)生了分解反應(yīng)。
[0004]另一方面，有些稀土配合物在極性溶劑中由于溶解度較大，因而難以沉淀出來。為了出現(xiàn)沉淀，現(xiàn)有技術(shù)中有的采用第二配體，但由于第二配體的引入，降低了稀土配合物的熒光性能。
[0005]因此，亟需開發(fā)一種成本低廉、制備方法簡便且發(fā)光性能好的熒光材料及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):以特定粒徑的碳酸鉀為核材料，將稀土配合物作為殼層材料包覆于碳酸鉀表面形成核殼型熒光材料，所述核殼型熒光材料中不存在第二配體，其熒光發(fā)射性能優(yōu)異，同時(shí)，以價(jià)廉的碳酸鉀作為核材料也降低了熒光材料的成本，在制備所述核殼型復(fù)合發(fā)光材料時(shí)，體系中用常規(guī)方法難以沉淀的稀土二元配合物最大程度地包覆于納米碳酸鉀表面，有效地使其沉淀出來，從而完成了本發(fā)明。
[0007]本發(fā)明的目的在于提供以下方面:
[0008]第一方面，本發(fā)明提供一種碳酸鉀基熒光材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0009](1)將碳酸鉀粉碎，得到納米碳酸鉀；
[0010](2)將步驟1得到的納米碳酸鉀加入到極性有機(jī)溶劑中，分散；
[0011](3)加入稀土鹽和配體，攪拌下反應(yīng)；
[0012](4)過濾，任選地進(jìn)行干燥，得到碳酸鉀基熒光材料。
[0013]第二方面，本發(fā)明還提供根據(jù)上述第一方面所述制得的碳酸鉀基熒光材料，其特征在于，所述碳酸鉀基熒光材料具有核殼結(jié)構(gòu)，其以納米碳酸鉀為核材料，以稀土二元配合物為殼層材料，其中，
[0014]所述核材料的粒徑為100?500nm，更優(yōu)選為147nm?167nm、173nm?187nm、230nm ?247nm 和 319nm ?347nm。
【附圖說明】
[0015]圖1示出實(shí)施例1?4制得碳酸鉀基熒光材料的激發(fā)光譜圖；
[0016]圖2示出實(shí)施例1?4制得碳酸鉀基熒光材料的發(fā)射光譜圖；
[0017]圖3示出實(shí)施例1?4制得碳酸鉀基熒光材料的平均熒光壽命曲線；
[0018]圖4示出實(shí)施例1?4制得碳酸鉀基熒光材料的紫外可見光譜圖；
[0019]圖5示出實(shí)施例1?4制得碳酸鉀基熒光材料的紅外光譜圖；
[0020]圖6示出實(shí)施例1?4制得碳酸鉀基熒光材料的熱重分析圖；
[0021]圖7示出實(shí)施例1制得納米碳酸鉀的粒度測(cè)試結(jié)果圖；
[0022]圖8示出實(shí)施例1制得碳酸鉀基熒光材料的粒度測(cè)試結(jié)果圖；
[0023]圖9示出實(shí)施例2制得納米碳酸鉀的粒度測(cè)試結(jié)果圖；
[0024]圖10示出實(shí)施例2制得碳酸鉀基熒光材料的粒度測(cè)試結(jié)果圖；
[0025]圖11示出實(shí)施例3制得納米碳酸鉀的粒度測(cè)試結(jié)果圖；
[0026]圖12示出實(shí)施例3制得碳酸鉀基熒光材料的粒度測(cè)試結(jié)果圖；
[0027]圖13示出實(shí)施例4制得納米碳酸鉀的粒度測(cè)試結(jié)果圖；
[0028]圖14示出實(shí)施例4制得碳酸鉀基熒光材料的粒度測(cè)試結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面通過對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。
[0030]以下詳述本發(fā)明。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種碳酸鉀基熒光材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0032]步驟1，將碳酸鉀粉碎，得到納米碳酸鉀。
[0033]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，普通市售的碳酸鉀粉末的粒徑大，通常為微米級(jí)，甚至達(dá)到25微米(500目)，不僅比表面積小，而且粒徑分布寬，以其作為核材料制得碳酸鉀基熒光材料的粒徑大而且不均勻，單位重量碳酸鉀表面上吸附的稀土二元配合物的量少，導(dǎo)致制得的碳酸鉀基熒光材料的熒光性能差。
[0034]在本發(fā)明中，將碳酸鉀粉碎成粒徑為納米級(jí)的碳酸鉀顆粒，優(yōu)選粒徑為100?500nm的納米碳酸鉀，更優(yōu)選為粒徑為147nm?167nm、173nm?187nm、230nm?247nm和319nm?347nm的納米碳酸鉀顆粒。
[0035]當(dāng)碳酸鉀被粉碎至上述粒徑后，其比表面積顯著增加，以其作為核材料制得的碳酸鉀基熒光材料的表面稀土二元配合物吸附量大，而且，具有上述粒徑的納米碳酸鉀在制備碳酸鉀基熒光材料時(shí)納米碳酸鉀本身也不容易團(tuán)聚，從而提高制得的碳酸鉀基熒光材料的熒光性能。
[0036]在本發(fā)明中，使用物理方法粉碎碳酸鉀，優(yōu)選使用球磨的方法對(duì)碳酸鉀進(jìn)行粉碎。
[0037]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在制備粒徑為147nm?167nm的納米碳酸鉀時(shí)，選擇碳酸鉀與磨料的用量比為碳酸鉀的重量份數(shù):磨料小球的個(gè)數(shù)=(1?20): 180，其中，基于lg為1重量份；磨料小球的直徑為(1?5)mm，優(yōu)選為(2?4)mm，更優(yōu)選為(2?3)mm ;球磨時(shí)間為10?50min，優(yōu)選為15?40min，更優(yōu)選為20?30min，如25min ;研磨的空間為100?200cm3，優(yōu)選為150?180cm3;轉(zhuǎn)速為(500?1000) rpm，優(yōu)選為(750?900)rpm，更優(yōu)選為(800 ?850) rpm。
[0038]在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在制備粒徑為173nm?187nm的納米碳酸鉀時(shí)，選擇碳酸鉀與磨料的用量比為碳酸鉀的重量份數(shù):磨料小球的個(gè)數(shù)=(1?20):90，其中，基于lg為1重量份；磨料小球的直徑為(1?5)mm，優(yōu)選為(2?4)mm，更優(yōu)選為(2?3)mm ;球磨時(shí)間為10?50min，優(yōu)選為15?40min，更優(yōu)選為20?30min，如25min ;研磨的空間為100?200cm3，優(yōu)選為150?180cm3;轉(zhuǎn)速為(500?1000) rpm，優(yōu)選為(750?900)rpm，更優(yōu)選為(800 ?850) rpm。
[0039]在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在制備粒徑為230nm?247nm的納米碳酸鉀時(shí)，選擇碳酸鉀與磨料的用量比為碳酸鉀的重量份數(shù):磨料小球與磨料中球的個(gè)數(shù)之和=(1?20): 110，其中，基于lg為1重量份；磨料小球的直徑為(1?5)mm，優(yōu)選為(2?4)mm，更優(yōu)選為(2?3) mm ;磨料中球的直徑為(6?10)mm，優(yōu)選為(7?9)mm，更優(yōu)選為(8?9)mm ;磨料小球與磨料中球的個(gè)數(shù)之比為(70?110): (10?30)，優(yōu)選為(80?100): (15?25)，更優(yōu)選為90:20 ;球磨時(shí)間為10?50min，優(yōu)選為15?40min，更優(yōu)選為20?30min，如25min ;研磨的空間為100?200cm3，優(yōu)選為150?