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一种多孔二维稀土掺杂硼酸盐纳米片发光材料的制备方法技术

技术编号:13291826 阅读:161 留言:0更新日期:2016-07-09 09:58
本发明专利技术涉及一种多孔二维稀土掺杂硼酸盐纳米片发光材料的制备方法。所涉及的制备方法包括:稀土掺杂粉体材料LnBO3:A,B,C加入到添加有分散剂的酸溶液或添加有分散剂的有机溶剂中,在20‑50℃条件下,经搅拌、超声处理合理时间后所得固体物为多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片发光材料,其中:Ln为钇元素或镧系元素中的一种,A、B和C代表不同种类的稀土元素,并且A、B和C中有一种存在或两种存在或三种同时存在;所述分散剂为乙二醇或丙三醇;所述酸溶液为硫酸溶液、硝酸溶液或盐酸溶液;所述有机溶剂为CH2Cl2或C5H9NO。本发明专利技术的制备方法工艺简单,原料廉价,重复性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能材料
,涉及一种发光材料的制备方法,尤其是一种多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片发光材料的制备方法
技术介绍
LnBO3是一种由Ln原子和硼氧基团构成的层状结构堆积而成的块状材料,由于其出色的热学、力学稳定性而引起了国内外研究者的重视。特别由于其完美的晶体结构及廉价易得的原材料,使其成为一种很好的发光基质材料。通过调节溶液的pH值、掺杂离子浓度、掺杂离子种类等分别得到了不同形貌的稀土掺杂LnBO3体材料,原料廉价,条件温和且方法简便,产率较高。但是没有人研究少层稀土掺杂LnBO3纳米片的荧光性能,我们用本专利技术的方法得到了多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片,其相比于体材料具有高的比表面积、大的孔径,而且其荧光性能有了很大提高。该工作为二维层状发光材料的研究提供了新方法,拓宽了发光材料的研究范围。进一步可以扩展稀土掺杂LnBO3在太阳能电池、光电显示、光催化等方面的应用。现有二维材料的制备主要是破坏材料层与层之间非常弱的范德华力,包括液相剥离法、锂离子插层法等等,得到的目标产物也极少,无法实现实际应用。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷或不足,本专利技术的目的在于提供一种多孔二维稀土掺杂硼酸盐纳米片发光材料的制备方法本专利技术所提供的多孔二维稀土掺杂硼酸盐纳米片发光材料的制备方法包括:稀土掺杂粉体材料LnBO3:Ax,By,Cz加入到添加有分散剂的酸溶液或添加有分散剂的有机溶剂中,在20-50℃条件下,经搅拌、超声处理合理时间后所得固体物为多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片发光材料,其中:Ln为钇元素或镧系元素中的一种,A、B和C代表不同种类的稀土元素,例如Pr3+,Tm3+,Tb3+,Nd3+,Er3+,Ho3+,Dy3+,Eu2+,Ce3+,Yb3+等,并且A、B和C中有一种存在或两种存在或三种同时存在(即单掺、双掺或三掺);所述分散剂为乙二醇或丙三醇;所述酸溶液为硫酸溶液、硝酸溶液或盐酸溶液;所述有机溶剂为CH2Cl2或C5H9NO。进一步,所述稀土掺杂LnBO3粉体材料的量为0.1-0.5g、分散剂为5-50mL、酸溶液为50-100mL、有机溶剂为50-100mL。本专利技术的有益效果:1、制备方法工艺简单,原料廉价,重复性好;2、加入分散剂可以有效抑制剥离后的目标样品出现团聚现象;3、本专利技术制备的多孔二维纳米材料厚度为2.669-3.661nm,大约2-6层,而且可见区域和近红外区域的荧光强度有了极大提高,应用于太阳能电池其光电转换效率也有了提高;4、本专利技术制备的材料有较大的比表面积,增大了其对光吸收的有效面积,提高了其荧光性能。附图说明图1是实施例2用2%的HCl处理YBO3:Ce3+,Yb3+体材料得到的多孔二维YBO3:Ce3+,Yb3+纳米片发光材料的TEM图。图2和图3是实施例5用80ml的CH2Cl2溶液处理YBO3:Ce3+,Yb3+体材料得到的多孔二维YBO3:Ce3+,Yb3+纳米片发光材料的AFM图。图4是实施例1用0.2%的H2SO4处理YBO3:Ce3+,Yb3+体材料得到的多孔二维YBO3:Ce3+,Yb3+纳米片与YBO3:Ce3+,Yb3+体材料PL谱,其中曲线1为体材料的荧光强度,曲线2为纳米片的荧光强度,很明显纳米片的荧光强度有了极大提高。图5和图6是实施例7采用真空抽滤的方法制备的薄膜的光电转换效率曲线和结果,其中图5是图6局部放大图,曲线1为纯载玻片的光电转换效率,曲线2为体材料和载玻片的光电转换效率,曲线3为纳米片和载玻片的光电转换效率,很明显纳米片的光电转换效率最高。以下结合附图及具体实施方式对本专利技术做进一步解释说明。具体实施方式实施例1:称取0.1002g:YBO3:Ce3+,Yb3+体材料,加入到100ml浓度(V/V)为0.2%的H2SO4和分散剂(乙二醇10mL)的混合溶液中,温度为20-50℃,边搅拌边超声处理2.5h,静置2h,倒去上层清液后离心洗涤,80℃下烘干研磨,即得到多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片。实施例2:称取0.1001gYBO3:Ce3+,Yb3+体材料,加入到100ml浓度(V/V)为2%的HCl和分散剂(乙二醇10mL)的混合溶液中,温度为20-50℃,边搅拌边超声处理2.5h,静置2h,倒去上层清液后离心洗涤,80℃下烘干研磨,即得到多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片。实施例3:称取0.1003gYBO3:Ce3+,Yb3+体材料,加入到100ml浓度(V/V)为5%的HNO3和分散剂(乙二醇10mL)的混合溶液中,温度为20-50℃,边搅拌边超声处理2.5h,静置2h,倒去上层清液后离心洗涤,80℃下烘干研磨,即得到多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片。实施例4:称取0.1006gYBO3:Ce3+,Yb3+体材料,加入到100ml浓度(V/V)为9%的HNO3和分散剂(丙三醇10mL)的混合溶液中,温度为20-50℃,边搅拌边超声处理2.5h,静置2h,倒去上层清液后离心洗涤,80℃下烘干研磨,即得到多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片。实施例5:称取0.1005gYBO3:Ce3+,Yb3+体材料,加入到80ml的CH2Cl2和分散剂(乙二醇8mL)的混合溶液中,温度为20-50℃,边搅拌边超声处理2.5h,静置2h,倒去上层清液后离心洗涤,80℃下烘干研磨,即得到多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片。实施例6:称取0.1000gYBO3:Ce3+,Yb3+体材料,加入到80ml的C5H9NO溶液中,温度为20-50℃,边搅拌边超声处理2.5h,静置2h,倒去上层清液后离心洗涤,80℃下烘干研磨,即得到多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片。实施例7:室温下,称取0.002g由实施例6得到的多孔二维YBO3:Ce3+,Yb3+纳米片(简称纳米片)溶于60mL的无水乙醇中,同时称取0.002g未经任何处理的YBO3:Ce3+,Yb3+体材料(简称体材料)溶于60mL的无水乙醇中,然后采用真空抽滤的方法将其制备成薄膜,应用于太阳能电池,测试其光电转换效率。表1光电转换效率测试结果GlasstypeJsc(mA/cm2)Voc(V)FF(%)η(%)纯载玻片22.7861170.5845970.77665810.3456体本文档来自技高网...
一种多孔二维稀土掺杂硼酸盐纳米片发光材料的制备方法

【技术保护点】
一种多孔二维稀土掺杂硼酸盐纳米片发光材料的制备方法,其特征在于,制备方法包括:稀土掺杂粉体材料LnBO3:Ax,By,Cz加入到添加有分散剂的酸溶液或添加有分散剂的有机溶剂中,在20‑50℃条件下,经搅拌、超声处理合理时间后所得固体物为多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片发光材料,其中:Ln为钇元素或镧系元素中的一种,A、B和C代表不同种类的稀土元素,并且A、B和C中有一种存在或两种存在或三种同时存在;所述分散剂为乙二醇或丙三醇;所述酸溶液为硫酸溶液、硝酸溶液或盐酸溶液;所述有机溶剂为CH2Cl2或C5H9NO。

【技术特征摘要】
1.一种多孔二维稀土掺杂硼酸盐纳米片发光材料的制备方法,其特征在
于,制备方法包括:
稀土掺杂粉体材料LnBO3:Ax,By,Cz加入到添加有分散剂的酸溶液或添
加有分散剂的有机溶剂中,在20-50℃条件下,经搅拌、超声处理合理时间后
所得固体物为多孔二维稀土掺杂LnBO3纳米片发光材料,其中:Ln为钇元素或
镧系元素中的一种,A、B和C代表不同种类的稀土元素,并且A、B和C中有

【专利技术属性】
技术研发人员:胡晓云张国伟苗慧穆江龙刘曦希韩同信樊君张德恺
申请(专利权)人:西北大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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