掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋，化学通式为Bi1‑

【技术实现步骤摘要】
掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋及其制备方法


[0001]本专利技术属于手性材料
，具体涉及一种掺杂镱铒稀土离子手性卤氧 化铋，还涉及该掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋的制备方法。

技术介绍

[0002]由于具有圆偏振光(CPL)特性的光学材料在光学探针和传感器、先进显微 镜、三维显示、安全标签、激光器、数据存储和自旋光电电路等方面的应用前 景，近年来受到越来越多的关注。一般来说，非偏振光可以通过使用线性偏振 光片和四分之一波片产生圆偏振光。然而，这种方法在过渡过程中会造成能量 损失，且几乎每一个单一波长的圆偏振光都需要一个特殊的设置与设计的板。 相反，手性发光材料可以直接产生圆偏振光。
[0003]目前手性材料的研究中，存在的主要问题是：天然物质的手性材料与光相 互作用较弱，限制了其手性光响应特性在发光中的应用。卤氧化铋作为一种新 型的半导体，尤其是片状结构的卤化氧铋材料，以其优异的物理性能及化学活 性引起了行业的普遍关注，但是掺杂稀土离子的卤氧化铋只能发射自然光，无 法发射圆偏振光。二维材料掺杂稀土离子与手性的结合，可望作为一种新颖的 纳米材料可以直接产生圆偏振光，且具有更强的手性光调制效率和比天然材 料更高的CD值(圆二色性)，将有效地提高材料的发光效率。
[0004]传统物理方法加工的手性二维材料可控自由度低，限制了光调控的维度。 我们的研究表明，化学法如溶剂热法、水热法在制备掺杂稀土离子二维材料发 光上面表现出较大的优势，可调节的实验因素较多，容易制备出各种形貌的二 维发光材料，因此，在制备掺杂稀土离子的手性二维材料的问题上，我们拟采 用化学法去设计制备。
[0005]基于此，本专利技术提供一种掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋，通过掺杂手性 调控稀土离子的卤氧化铋，将二维材料与手性结合，能够直接产生圆偏振光和 具有比天然材料更高的CD值(圆二色性)，而且有效地提高材料的发光效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供一种掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋，解决的技术问 题是天然物质的手性材料与光相互作用较弱，纯的卤氧化铋发光效率低的不足。
[0007]本专利技术目的还在于提供一种掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋的制备方法。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0009]一种掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋，化学通式为Bi1‑
x
‑
y
Er
y
Yb
x
OX
‑
zY；其 中，X为Cl、Br中的任意一种或者两种，x为0.05～0.3，y为0.001～0.1，z为 0.1～6。
[0010]本专利技术中，Y为D
‑
山梨醇，化学式为C6H
14
O6。
[0011]本专利技术中，所述掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋为二维粉末状材料。
[0012]一种上述掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)以硝酸铋、氧化镱、氧化铒、卤盐和D
‑
山梨醇为原料，按Bi离子： Yb离子：Er离子：D
‑
山梨醇摩尔比为(1
‑
x
‑
y)：x：y：z进行配置，其中，x为 0.05～0.3，y为0.001～0.1，z为
0.1～6；加入浓硝酸溶解，然后再加入溶剂， 最终配成总溶液浓度为0.1～2mol/L的溶液，搅拌均匀，调节pH值至2～5，转 入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，进行溶剂热反应；
[0014](2)将步骤(1)反应产物进行洗涤，烘干，高温煅烧，即制得掺杂镱铒 稀土离子手性卤氧化铋。
[0015]本专利技术，步骤(1)中卤盐为卤化钾或卤化钠。
[0016]优选地，所述卤盐为氯化钾或者溴化钠。
[0017]本专利技术，步骤(1)中溶剂为乙二醇或者乙二醇的水溶液。
[0018]本专利技术，步骤(1)中聚四氟乙烯内衬的水热釜的装填度为0.4～0.8。
[0019]本专利技术，步骤(1)中溶剂热反应的温度为110～250℃，反应时间为2～25 小时。
[0020]进一步地，溶剂热反应的温度为160℃，反应时间为12小时。
[0021]本专利技术，步骤(2)中高温煅烧为在300～600℃下热处理1～4h后。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋材料光响应特性良好，能够直 接产生圆偏振光，具有更强的手性光调制效率以及比天然材料更高的CD值， 发光效率高。
[0024](2)本专利技术掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋可选用不同卤素作基体和不同 浓度的手性材料复合制成，其制备方法步骤容易操作，操作条件易控制，且易 于制备出各种形貌的二维材料。
[0025](3)本专利技术掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋材料为二维无机非金属半导体 与信息功能材料，可望作为一种新颖的纳米材料，用于发光增强，且直接产生 圆偏振光等领域的科学研究，增大手性材料科研领域探索范围。
附图说明
[0026]图1为实施例1制备的Bi
0.945
Er
0.005
Yb
0.05
OCl
‑
0.1D
‑
SOr材料的XRD图谱；
[0027]图2为实施例1制备的Bi
0.945
Er
0.005
Yb
0.05
OCl
‑
0.1D
‑
SOr材料的SEM图谱；
[0028]图3为实施例1制备的Bi
0.945
Er
0.005
Yb
0.05
OCl
‑
0.1D
‑
SOr材料的SEM图谱；
[0029]图4为Bi
0.945
Er
0.005
Yb
0.05
OCl材料的手性CD值图谱；
[0030]图5为Bi
0.945
Er
0.005
Yb
0.05
OCl
‑
0.1D
‑
SOr材料的手性CD值图谱；
[0031]图6为手性材料结构的附加形象图；
[0032]图7为Bi
0.945
Er
0.005
Yb
0.05
OCl材料的发光强度图谱；
[0033]图8为在980nm激光激发下Bi
0.945
Er
0.005
Yb
0.05
OCl
‑
0.1D
‑
SOr材料与 Bi
0.945
Er
0.005
Yb
0.05
OCl材料对比发光强度图谱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋，其特征在于，化学通式为Bi1‑
x
‑
y
Er
y
Yb
x
OX
‑
zY；其中，X为Cl、Br中的任意一种或者两种，x为0.05～0.3，y为0.001～0.1，z为0.1～6。2.根据权利要求1所述掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋，其特征在于，Y为D
‑
山梨醇，化学式为C6H
14
O6。3.根据权利要求2所述掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋，其特征在于，所述掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋为二维粉末状材料。4.一种权利要求2所述掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以硝酸铋、氧化镱、氧化铒、卤盐和D
‑
山梨醇为原料，按Bi离子：Yb离子：Er离子：D
‑
山梨醇摩尔比为(1
‑
x
‑
y)：x：y：z进行配置，其中，x为0.05～0.3，y为0.001～0.1，z为0.1～6；加入浓硝酸溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩强，韩缙，徐良，杨帅，李永进，王齐，尹兆益，宋志国，杨勇，周大成，邱建备，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：