一种氟化物纳米棒及其制备方法和在液态光阀中的应用技术

本发明专利技术提供了一种氟化物纳米棒及其制备方法和在液态光阀中的应用，所述氟化物为AREF4，其中，A选自Li、Na、K、Rb中任意一种；RE选自Y、La、Gd、Lu中的任意多种；所述制备方法包括以下步骤：(1)将RE的水合硝酸化合物溶解于水中，然后加入A的氢氧化物，调节溶液pH值为7～11；(2)向所述溶液中加入乙二胺四乙酸，搅拌20～60min，然后加入NH4F，搅拌均匀；(3)将步骤(2)获得的溶液进行反应获得所述氟化物纳米棒。本发明专利技术所述氟化物纳米棒形貌规整、尺寸均一、物理和化学稳定性优良，可以使SPD光阀由遮光转变为通光态。在电场的作用下可以对入射光透过率实现更大范围的调节，平均透过率增大效果更好，明显增加SPD光阀的灵敏度。明显增加SPD光阀的灵敏度。明显增加SPD光阀的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种氟化物纳米棒及其制备方法和在液态光阀中的应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种氟化物纳米棒及其制备方法和在液态光阀中的应用。

技术介绍

[0002]稀土氟化物具有低声子能量，良好的化学稳定性，作为优良光学材料具有广泛的应用，包括光发射、生物标签、显示、激光等。特别是六方相稀土氟化物，NaGdF4晶体引起了学者们的研究兴趣。一方面，NaGdF4基体表现出良好的顺磁弛豫特性，这是由Gd
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离子中的7个未配对电子引起的，使其具有作为x射线计算机断层扫描多功能材料的巨大潜力(CT)和磁共振成像(MRI)的应用。另一方面，具有较强的内部偶极矩，在电场的作用下可以改变粒子的方向，使其在智能窗户等领域展现了巨大的潜力。
[0003]现有技术中制备稀土氟化物纳米棒的合成策略多种多样，包括固相反应、水热/溶剂热合成、化学共沉淀法等。其中，高温固相法合成晶体形貌不可调控，并且容易团聚；大多数都采用柠檬酸、氨基酸等辅助水热法调控其形貌和晶体尺寸，制备的样品表面粗糙且大小不均匀。以往的研究表明，晶体材料的形态、尺寸和结构对材料得性能有很大的影响。因此，探索简便的合成方法制备具有均匀尺寸和独特形貌的高质量的氟化物纳米棒晶体具有重要意义。
[0004]悬浮粒子装置(SPD)光阀，也被称为偶极子粒子悬浮装置光阀。SPD光阀有两种截然不同的状态:开和关。当施加外电场时，粒子在电场施加的转矩作用下极化并旋转，并与施加的电场对齐。由于粒子对齐的增加，更多的光子可以通过介质，光透射率增加。当电场关闭时，粒子的方向会在介质中变得随机，从而阻挡更多光子。与大多数液晶器件不同的是，SPD可以很好地集成在低功耗的柔性基板上，因此它们对下一代柔性、低成本的智能窗户具有优势。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的在于提供一种氟化物纳米棒及其制备方法和在液态光阀中的应用，所述氟化物纳米棒的制备方法简单，相貌规整，尺寸均匀，在电场的作用下可以对入射光透过率实现更大范围的调节。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0007]一种氟化物纳米棒的制备方法，所述氟化物为AREF4，其中，A选自Li、Na、K、Rb中任意一种；RE选自Y、La、Gd、Lu中的任意多种；
[0008]所述制备方法包括以下步骤：(1)将RE的水合硝酸化合物溶解于水中，然后加入A的氢氧化物，调节溶液pH值为7～11；(2)向所述溶液中加入乙二胺四乙酸，搅拌20～60min，然后加入NH4F，搅拌均匀；(3)将步骤(2)获得的溶液进行反应获得所述氟化物纳米棒。
[0009]在一些实施例中，所述A选自Na。
[0010]在一些实施例中，所述RE选自Y或Gd。
[0011]在一些实施例中，所述A的氢氧化物、RE的水合硝酸化合物、NH4F和乙二胺四乙酸的摩尔比为(1～2):1:(6～12):(0.2～0.5)。
[0012]在一些实施例中，步骤(3)中采用水热法、共沉淀法、溶剂热法反应获得所述氟化物纳米棒。
[0013]在一些实施例中，步骤(3)中采用水热法反应获得所述氟化物纳米棒，具体为：将步骤(2)获得的溶液在160～240℃反应20～30h，洗涤，离心，获得所述氟化物纳米棒。
[0014]在一些实施例中，步骤(1)中调节溶液pH值为8～9。
[0015]在一些实施例中，步骤(1)中使用NaOH溶液调节pH值。
[0016]本专利技术还提供了如上所述方法制备获得的氟化物纳米棒。
[0017]本专利技术还提供了如上所述方法制备获得的氟化物纳米棒在制备悬浮粒子装置光阀中的应用。
[0018]本专利技术还提供了一种悬浮粒子装置光阀，所述悬浮粒子装置光阀包含两片透明电极、置于两片透明电极中间的绝缘支撑边框以及置入两片透明电极中间的悬浮液；
[0019]所述悬浮液包含如上所述方法制备获得的氟化物纳米棒和悬浮介质；所述氟化物纳米棒在所述悬浮液中的质量分数为0.5～5％。
[0020]在一些优选的实施例中，所述氟化物纳米棒在所述悬浮液中的质量分数为1～3％。
[0021]在一些实施例中，所述悬浮介质的粘度在2000cp以下；优选地，所述悬浮介质的粘度为1000～2000cp。
[0022]在一些实施例中，所述悬浮介质包含硅氧烷、丙烯酸、环氧烷类单体、环氧烷类聚合物中的至少一种；和/或，所述透明电极选自ITO导电玻璃、ITO导电膜、纳米Ag线导电膜、纳米Cu线导电膜、PEDOT导电膜、石墨烯导电膜、碳纳米管导电膜中的至少一种；和/或，所述绝缘支撑边框选自PVC、PET、PI材质的绝缘片中的至少一种；和/或，所述绝缘支撑边框的厚度为100～1000um。
[0023]在一些优选的实施例中，所述悬浮介质包含丙烯酸类聚合物。
[0024]本专利技术还提供了如上所述悬浮粒子装置光阀的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0025](1)配置所述悬浮介质；(2)向所述悬浮介质中加入所述氟化物纳米棒，得到悬浮液；(3)取两片透明电极，在两片透明电极中间置入所述绝缘支撑边框，并用绝缘胶水固定；(4)将所述悬浮液置入两片透明电极中间，密封，得到所述悬浮粒子装置光阀。
[0026]在一些实施例中，所述氟化物纳米棒为NaGdF4纳米棒或NaYF4纳米棒。
[0027]本专利技术提供了一种氟化物纳米棒及其制备方法，专利技术人经过研究意外地发现，采用EDTA作为螯合剂，先与A的氢氧化物和RE的水合硝酸化合物形成前驱体，再与NH4F反应，可制备出形貌规整、尺寸均一、分散性良好的氟化物纳米棒晶体。这可能是因为EDTA可以更好地帮助原料中的原子或离子进行配位，从而更好地链接起来，形成特定形貌和尺寸的氟化物纳米棒。
[0028]本专利技术所述氟化物纳米棒形貌规整、尺寸均一、物理和化学稳定性优良，且其内部具有较强的偶极矩，该特征使其在电场作用下定向排布而与电极垂直，可以使SPD光阀由遮光转变为通光态在电场的作用下可以对入射光透过率实现更大范围的调节，平均透过率增
大效果更好，明显增加SPD光阀的灵敏度，使智能窗户的发展进入一个新的阶段。
附图说明
[0029]图1为实施例1制备获得的NaGdF4纳米棒的形态图。
[0030]图2为实施例1制备获得的SPD光阀在开和关状态下的透光率检测结果图。
[0031]图3为实施例1制备获得的SPD光阀在开和关状态下的原理图。
[0032]图4为实施例2制备获得的NaYF4纳米棒的形态图。
[0033]图5为实施例2制备获得的SPD光阀在开和关状态下的透光率检测结果图。
[0034]图6为对比例制备获得的NaGdF4纳米棒的形态图。
[0035]图7为对比例制备获得的SPD光阀在开和关状态下的透光率检测结果图。
具体实施方式
[0036]本专利技术下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟化物纳米棒的制备方法，其特征在于，所述氟化物为AREF4，其中，A选自Li、Na、K、Rb中任意一种；RE选自Y、La、Gd、Lu中的任意多种；所述制备方法包括以下步骤：(1)将RE的水合硝酸化合物溶解于水中，然后加入A的氢氧化物，调节溶液pH值为7～11；(2)向所述溶液中加入乙二胺四乙酸，搅拌20～60min，然后加入NH4F，搅拌均匀；(3)将步骤(2)获得的溶液进行反应获得所述氟化物纳米棒。2.如权利要求1所述的氟化物纳米棒的制备方法，其特征在于，所述A的氢氧化物、RE的水合硝酸化合物、NH4F和乙二胺四乙酸的摩尔比为(1～2):1:(6～12):(0.2～0.5)。3.如权利要求1所述的氟化物纳米棒的制备方法，其特征在于，步骤(3)中采用水热法、共沉淀法、溶剂热法反应获得所述氟化物纳米棒。4.如权利要求3所述的氟化物纳米棒的制备方法，其特征在于，步骤(3)中采用水热法反应获得所述氟化物纳米棒，具体为：将步骤(2)获得的溶液在160～240℃反应20～30h，洗涤，离心，获得所述氟化物纳米棒。5.如权利要求1～4任一项所述方法制备获得的氟化物纳米棒。6.如权利要求1～4任一项所述方法制备获得的氟化物纳米棒在制备悬浮粒子装置光阀中的应用。7.一种悬浮粒子装置光阀，其特征在于，所述悬浮粒子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博涵，曾西平，王志浩，
申请(专利权)人：深圳市华科创智技术有限公司，
类型：发明
国别省市：