一種鈦酸鹽余輝粒子zms-5復(fù)合材料的電化學(xué)組裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈦酸鹽余輝粒子OZMS-5復(fù)合材料的電化學(xué)組裝方法，屬于無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]介孔分子篩材料作為組裝主體在主客體組裝化學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，利用主客體材料各自的物理和化學(xué)性質(zhì)及其相互間的反應(yīng)不僅可以改善客體的性能，還能充分利用介孔材料有序，均一的孔道作為模板定向制備特定結(jié)構(gòu)的新型材料。其中ZSM-5型介孔分子篩不僅具有孔道排列有序、大小均一、孔徑可以在2~50nm內(nèi)連續(xù)可調(diào)等重要特點，而且還具有較大的孔容、高的比表面積、孔道表面可進(jìn)行物理吸附或化學(xué)修飾等優(yōu)點，其發(fā)達(dá)的孔道系統(tǒng)使分子在其內(nèi)部容易擴(kuò)散，同時具有良好的耐酸性、熱穩(wěn)定性、水蒸氣穩(wěn)定性。
[0003]稀土激活的鈦酸鹽是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ募t色長余輝材料，目前研宄的稀土元素?fù)诫s的鈦酸鹽長余輝發(fā)光材料的基質(zhì)主要是指堿土鈦酸鹽體系。自Diallo等1997年首次報道CaT13: Pr3+具有紅色長余輝發(fā)光特性以來，作為一種新型的紅色長余輝發(fā)光材料體系一稀土離子摻雜的堿土鈦酸鹽系列紅色長余輝發(fā)光材料，近年來的研宄異常活躍。近來人們研宄還發(fā)現(xiàn)，引入Zn2+的取代Ca的晶格位置，所形成的ZnxCa(1_x)Ti03:Pr3+，具有更強(qiáng)的余輝性能。
[0004]本發(fā)明涉及的一種鈦酸鹽余輝粒子0ZMS-5復(fù)合材料的電化學(xué)組裝方法，采用溶膠電泳沉積法，將Zna2Caa8T13:Pr3+與介孔ZSM-5進(jìn)行組裝，使介孔ZSM-5材料實現(xiàn)長余輝功能化，這種復(fù)合材料在藥物緩釋、生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有重要的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一種鈦酸鹽余輝粒子0ZMS-5復(fù)合材料的電化學(xué)組裝方法，具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
1)211(120&(|.81103:?1'3+溶膠的制備:按摩爾比Ca (NO 3)24H20:Zn (NO3) 26H20: CH3COOH= 4:1:10~12，將Ca(N03)24H20和Zn(N03)26H20共同溶于6mol/L乙酸水溶液中，記為溶液A ;按體積比C16H36O4Ti: C2H5OH= I: 3-5，將C16H36O4Ti溶于無水乙醇中，記為溶液B ;將Pr (NO3) 66H20晶體溶解到無水乙醇中，配制成濃度為0.5~lmol/L乙醇溶液，記為溶液C ;按摩爾比Ca (NO3) 24H20:C16H3604Ti !Pr(NO3) 66H20=0.8:1:0.001-0.01 將溶液 A、B、C 混合，混合方式為溶液A和溶液C依次緩慢加入攪拌著的溶液B中，混合后繼續(xù)攪拌l~2h，再用6mol/L乙酸水溶液調(diào)節(jié)PH值至3~4，轉(zhuǎn)移至60~80°C水浴中陳化5~10h，形成Zna2Caa8T13: Pr3+溶膠；
2)Zn0.2Ca0.8Ti03:Pr3+iZMS-5的電化學(xué)組裝，具體步驟包括:
(I)工作電極的制備:按質(zhì)量比ZSM-5:粘結(jié)劑=10:1取ZSM-5原粉與粘結(jié)劑混均，密封后室溫陳化10~24h ;混合料在5~12Mpa的壓力、保壓時間20s的條件下，壓制成型為直徑10~20mm，厚度l~3mm的圓型ZSM-5薄片，將ZSM-5薄片于60~80°C干燥5~10h，再于500~600°C下煅燒lh，獲得ZSM-5電極材料，將其用銀導(dǎo)電膠粘接到石墨電極板上，即為工作電極； (2) Zn0.2Ca0.8Ti03:Pr3+iZMS-5組裝:采用電泳沉積法，需先將工作電極放入無水乙醇中浸泡l~2h，并用超聲清洗10~30min ;以石墨電極板作為陽極，工作電極作為陰極，步驟I)中制備的Zna2Caa8T13: Pr3+溶膠作為工作液，進(jìn)行電泳沉積，沉積結(jié)束后將ZSM-5薄片的從石墨電極板上移取下來，用無水乙醇反復(fù)清洗三遍，于80~100°C干燥5~10h，再經(jīng)熱處理，獲得 Zn0.2Ca0 8Ti03:Pr3+iZMS-5 復(fù)合材料。
[0006]2、步驟2)中工作電極的制備所使用的ZSM-5原粉的粒徑為0.2-4.0Mm。
[0007]3、步驟2)中工作電極的制備所使用的ZSM-5原粉粘結(jié)劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)4wt%的PVA水溶液。
[0008]4、步驟2)中電泳沉積過程中兩電極間距離為3cm，電壓為5~12V間的任意恒定值，沉積時間為0.5~5h。
[0009]5、步驟2)中產(chǎn)物的熱處理制度為:室溫~150°C，升溫速率為2V /min, 150°C保溫Ih ;150~600°C，升溫速率為3°C /min, 600°C保溫Ih ；600°C ~最高熱處理溫度，升溫速率為3°C /min,最高熱處理溫度為700~900°C間的任意溫度，最高熱處理溫度保溫l~2h。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明涉及的電泳沉積裝置示意圖；
圖2為實例I合成的Zna2Caa J13:Pr3+@ZMS-5復(fù)合材料的XRD圖；
圖3為本發(fā)明涉及的ZMS-5原粉(圖3a)的SEM圖和實例I合成的Zna2Caa8T13 = Pr3+OZMS-5 (圖3b)復(fù)合材料的SEM圖；
圖4為實例I合成的ZnQ.2CaQ.8Ti03:Pr3+(gZMS-5復(fù)合材料的熒光光譜圖；
圖5為實例I合成的ZnQ.2CaQ.8Ti03:Pr3+(gZMS-5復(fù)合材料的余輝光譜圖；
圖6為實例I合成的ZnQ.2CaQ.8Ti03:Pr3+(gZMS-5復(fù)合材料的余輝衰減曲線；
圖7為實例I合成的Zna2Caa8T13 = Pr3+OZMS-S復(fù)合材料的熱釋光譜圖。
【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明不受這些制造實例所限。
[0012]實例I
1)211(120&(|.81103:?1'3+溶膠的制備:按摩爾比 Ca (NO 3)24H20:Zn (NO3) 26H20: CH3COOH= 4:1: 10，將Ca (NO3) 24H20和Zn (NO3) 26H20共同溶于6mol/L乙酸水溶液中，記為溶液A ;按體積比C16H36O4Ti:C2H5OH= 1:4，將C16H36O4Ti溶于無水乙醇中，記為溶液B ;將Pr (NO3)6 6H20晶體溶解到無水乙醇中，配制成濃度為0.5mol/L乙醇溶液，記為溶液C ;按摩爾比Ca (NO3) 24H20:C16H36O4Ti:Pr (NO3) 66Η20=0.8:1:0.001將溶液A、B、C混合，混合方式為溶液A和溶液C依次緩慢加入攪拌著的溶液B中，混合后繼續(xù)攪拌2h，再用6mol/L乙酸水溶液調(diào)節(jié)pH值至3，于60°C水浴中陳化10h，形成Zna2Caa8T13: Pr3+溶膠。
[0013]2) Zn0.2Ca0.8Ti03:Pr3+iZMS-5的電化學(xué)組裝，具體步驟包括:
(I)工作電極的制備:按質(zhì)量比ZSM-5:粘結(jié)劑=10:1，取粒徑為0.2-1.0Mm的ZSM-5原粉與粘結(jié)劑4wt%的PVA水溶液混合，密封后室溫陳化12h ;混合料在12Mpa的壓力、保壓時間20s的條件下，壓制成型為直徑13mm，厚度2mm的圓型ZSM-5薄片，將ZSM-5薄片于70°C干燥10h，再于500°C下煅燒lh，獲得ZSM-5電極材料，將其用銀導(dǎo)電膠粘接到石墨電極板上，即為工作電極。
[0014](2) Zn0.2Ca