专利摘要

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种花状微球结构钨酸钇钾材料及其制备方法。本发明通过水热法辅助表面活性剂制备花状微球结构钨酸钇钾，添加表面活性剂改变界面张力，使纳米片自组装成花状微球结构。制备的花状微球结构钨酸钇钾具有较大的比表面积，表面活性、表面吸附能力、催化能力以及发光强度等均有所增强，能有效提高材料的光电功能；本发明的制备方法工艺简便、成本低廉、重复性好、后处理方便不需要高温烧结，节能环保。可作为发光材料广泛应用于发高清显示设备、光催化、农用太阳光转换、光电器件和生物荧光标记等领域。

权利要求

1.一种花状微球结构钨酸钇钾的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将钇离子溶液滴加到钨酸钾溶液中形成混合溶液，将铕离子溶液滴加到上述混合溶液中，调节pH值为7.5~8，搅拌均匀后加入一定量的表面活性剂，超声搅拌制得前驱体溶液；所述前驱体溶液中钨酸根离子、钇离子、铕离子的摩尔比为2:1:1；

（2）将步骤（1）中制得的前驱体溶液装入高压釜中，前驱体溶液水热密封保温获得白色沉淀，所述水热温度为100℃~135℃，保温时间为15h~19h，反应结束后将反应釜自然冷却至室温；

（3）将步骤（2）中得到的白色沉淀清洗、离心、烘干、研磨后得到花状微球结构钨酸钇钾；步骤（1）中所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵和乙醇的混合液或十二烷基苯磺酸钠。

2.根据权利要求1所述的花状微球结构钨酸钇钾的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述表面活性剂与钨酸根离子的摩尔比为1.4:1。

3.根据权利要求1所述的花状微球结构钨酸钇钾的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的十六烷基三甲基溴化铵和乙醇的混合液中十六烷基三甲基溴化铵和乙醇的用量比例关系为0.5-2g:5mL。

4.根据权利要求1所述的花状微球结构钨酸钇钾的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的清洗为先用去离子水清洗后再用丙酮和乙醇体积分数为1:1的混合液清洗。

5.一种根据权利要求1~4任一项所述的制备方法获得的花状微球结构钨酸钇钾材料，其特征在于，所述花状微球结构钨酸钇钾材料由片状KY(WO4)2组成，形状为花球状，花球尺度在2～8.5μm之间，比表面积是31.677 m2/g。

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种花状微球结构钨酸钇钾材料及其制备方法。

背景技术

稀土掺杂的碱土复钨酸盐晶体（AB(WO₄)₂（A为碱土金属,B=Re=Y ，Gd，La，Lu，Yb等）是一种优秀的激光基质材料，具有高的非线性折射率，良好的机械和物化性能，晶体结构无序，稀土离子和碱土金属离子位置不固定，稀土离子吸收峰较宽，材料转换效率和激光输出能量都较一般的钨酸盐晶体材料高，同时晶体中[WO₄]^2-基团W-O较强的共价键效应，使得荧光浓度猝灭效应减弱，增大了激活离子掺杂浓度，是一种极具前景的光学材料，在遥感、医疗、科研及通讯等广泛领域有潜在的应用。

在中国发明专利申请号为201310245935.1发明名称为一种微纳米钨酸钇钾近球状颗粒及其制备方法的专利中公开了一种近球状钨酸钇钾颗粒及其制备方法，上述近球状钨酸钇钾颗粒在实际应用中有很多不足之处，由于近球状钨酸钇钾颗粒表面光滑，没有孔径的特殊形貌，其在提高钨酸钇钾的光、电、磁和催化等性能上不够理想，而且近球状钨酸钇钾颗粒在制备过程中需要高温烧结，能耗高、制备成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种花状微球结构钨酸钇钾材料及其制备方法。所述的制备方法采用水热法辅助表面活性剂制备花状微球结构钨酸钇钾，制备方法简单，所制得的材料具有较高的比表面积，同时材料的表面活性、表面吸附能力、催化能力以及发光强度也有很大的提高。

为了实现上述目的，本发明的一种花状微球结构钨酸钇钾的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将钇离子溶液滴加到钨酸根离子溶液中形成混合溶液，将铕离子溶液滴加到上述混合溶液中，调节pH值为7.5~8，搅拌均匀后加入一定量的表面活性剂，超声搅拌制得前驱体溶液；所述前驱体溶液中钨酸根离子、钇离子、铕离子的摩尔比为2:1:1；

（2）将步骤（1）中制得的前驱体溶液装入高压釜中，前驱体溶液经水热密封保温获得白色沉淀，水热温度为100℃~135℃，保温时间为15h~19h，反应结束后将反应釜自然冷却至室温；

（3）将步骤（2）中得到的白色沉淀清洗、离心、烘干、研磨后得到花状微球结构钨酸钇钾。作为本发明的进一步改进，步骤（1）中所述表面活性剂与钨酸根离子的摩尔比为1.4:1。

作为本发明的进一步改进，步骤（1）中所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）或十二烷基苯磺酸钠（SDBS）。

作为本发明的进一步改进，步骤（1）中所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵和乙醇的混合液或十二烷基苯磺酸钠，所述的十六烷基三甲基溴化铵和乙醇的比例关系为0.5-2g:5mL。

作为本发明的进一步改进，步骤（3）中所述的清洗为先用去离子水清洗后再用丙酮和乙醇体积分数为1:1的混合液清洗。

为了实现上述目的，本发明提供一种根据如上述的制备方法获得的花状微球结构钨酸钇钾材料，所述花状微球结构钨酸钇钾材料由片状KY(WO₄)₂组成，形状为花球状，花球尺度在2～8.5μm之间，比表面积是31.677 m²/g。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过水热法辅助表面活性剂制备花状微球结构钨酸钇钾，添加表面活性剂改变界面张力，使纳米片自组装利用表面活性剂有序聚集体微环境为模板辅助合成花状微球结构钨酸钇钾。制备的花状微球结构钨酸钇钾具有较大的比表面积，表面活性、表面吸附能力、催化能力以及发光强度等均有所增强，能有效提高材料的光电功能；本发明制备的材料具有纯度高，晶形好，单分散性好等特点。本发明的制备方法工艺简便、成本低廉、重复性好、后处理方便不需要高温烧结，节能环保。可作为发光材料广泛应用于发高清显示设备、光催化、农用太阳光转换、光电器件和生物荧光标记等领域。

附图说明

图1是实施例1制备的花状微球结构钨酸钇钾的扫描电子显微镜图；

图2是实施例2制备的花状微球结构钨酸钇钾的扫描电子显微镜图；

图3是实施例3制备的花状微球结构钨酸钇钾的扫描电子显微镜图；

图4是实施例4制备的花状微球结构钨酸钇钾的扫描电子显微镜图；

图5是实施例5制备的花状微球结构钨酸钇钾的扫描电子显微镜图；

图6是实施例5制备的花状微球结构钨酸钇钾的X射线衍射分析图与标准PDF卡片的对比图；

图7是实施例5制备的花状微球结构钨酸钇钾的吸脱附曲线图；

图8为实施例5制备的花状微球结构钨酸钇钾在464nm激发下的发射光谱图。

具体实施方式

为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。

实施例1：

称取8mmol的K₂WO₄、2.2mmol的Y(NO₃)₃·6H₂O分别溶于去离子水中，配制成0.16mol/L的 WO₄^2-溶液和0.044mol/L 的Y³⁺离子溶液，将Y³⁺离子溶液逐滴滴加到WO₄^2-溶液中，混合后搅拌10min。称取1.8mmol的Eu(NO₃)₃溶于去离子水中，配制成0.036mol/L的Eu³⁺溶液，再逐滴滴加到上述混合溶液中，搅拌10min。再调节混合液pH值为7.8，后将0.5g 1.37m mol十六烷基三甲基溴化铵（与K₂WO₄的物质的量的比值是1:6）和5ml乙醇混合后加入到混合液中，在磁力搅拌器上搅拌1h，制得前驱体溶液。将制得的前驱体溶液在130℃的水热釜中静置保温18小时，将经水热保温的溶液过滤，清洗过滤物，烘干后研磨得到花状微球结构钨酸钇钾。如图1所示，微球大小在8.1μm左右。

实施例2：

称取8mmol的K₂WO₄、1.8mmol的Y(NO₃)₃·6H₂O分别溶于去离子水中，配制成0.16mol/L的WO₄^2-溶液和0.036mol/L的Y³⁺离子溶液，将Y³⁺离子溶液逐滴滴加到WO₄^2-溶液中，混合后搅拌10min。称取2.2mmol的Eu(NO₃)₃溶于去离子水中，配制成0.044mol/L 的Eu³⁺溶液，再逐滴滴加到上述混合溶液中，搅拌10min。再调节混合液pH值为8，后将1g 2.74 mmol十六烷基三甲基溴化铵（与K₂WO₄的物质的量的比值是1:3）和5ml乙醇混合后加入到混合液中，在磁力搅拌器上搅拌1h，制得前驱体溶液。将制得的前驱体溶液在100℃的水热釜中静置保温16小时，将经水热保温的溶液过滤，清洗过滤物，烘干后研磨得到花状微球结构钨酸钇钾。如图2所示，微球大小在4.4μm左右。

实施例3：

称取8mmol的K₂WO₄溶于去离子水中配制成0.16mol/L的WO₄^2-溶液，称取1.5mmol的Y₂O₃溶于稀硝酸中，配制成0.06mol/L 的Y(NO₃)₃溶液，将Y(NO₃)₃溶液逐滴滴加到WO₄^2-溶液中，混合后搅拌10min。称取0.5mmol的Eu₂O₃溶于稀硝酸中，配制成0.02mol/L的Eu³⁺溶液，再逐滴滴加到上述混合溶液中，搅拌10min。再调节混合液pH值为7.2，后将0.06g 0.172 mmol十二烷基苯磺酸钠（与K₂WO₄的物质的量的比值是1:47）加入到混合液中，在磁力搅拌器上搅拌1h，制得前驱体溶液。将制得的前驱体溶液在100℃的水热釜中静置保温19小时，将经水热保温的溶液过滤，清洗过滤物，烘干后研磨得到花状微球结构钨酸钇钾。如图3所示，微球大小在3.2μm左右。

实施例4：

分别称取4mmol的K₂WO₄和1.7mmol的Y(NO₃)₃·6H₂O溶于去离子水中配制成0.08mol/L的WO₄^2-溶液和0.034mol/L的Y³⁺离子溶液，将Y³⁺离子溶液逐滴滴加到WO₄^2-溶液中，混合后搅拌10min。称取0.075mmol的Eu₂O₃溶于稀硝酸中，配制成0.003mol/L的Eu³⁺溶液，逐滴滴加到上述混合溶液中，搅拌10min；调节混合液pH值为7.5，后将2g 5.49mmol 十六烷基三甲基溴化铵（与K₂WO₄的物质的量的比值是1.4:1）和5ml乙醇混合均匀后加入到混合液中，在磁力搅拌器上搅拌1h，制得前驱体溶液。将制得的前驱体溶液在120℃的水热釜中静置保温19小时，将经水热保温的溶液过滤，清洗过滤物，烘干后研磨得到花状微球结构钨酸钇钾。如图4所示，微球大小在5.7μm左右。

实施例5：

分别称取4mmol的K₂WO₄和2mmol的Y(NO₃)₃·6H₂O溶于去离子水中配制成0.08mol/L的WO₄^2-溶液和0.04mol/L的Y³⁺离子溶液，将Y³⁺离子溶液逐滴滴加到WO₄^2-溶液中，混合后搅拌10min。称取0.075mmol的Eu₂O₃溶于稀硝酸中，配制成0.003mol/L的Eu3+溶液，逐滴滴加到上述混合溶液中，搅拌10min；调节混合液pH值为8，后将2g 5.49 mmol十六烷基三甲基溴化铵（与K₂WO₄的物质的量的比值是1.4:1）和5ml乙醇混合均匀后加入到混合液中，在磁力搅拌器上搅拌1h，制得前驱体溶液。将制得的前驱体溶液在100℃的水热釜中静置保温19小时，将经水热保温的溶液过滤，清洗过滤物，烘干后研磨得到花状微球结构钨酸钇钾。如图5所示，微球大小在2.3μm左右。

将制备得到的花状微球结构钨酸钇钾材料进行X射线衍射分析并与标准PDF卡片进行对比，如图6所示，所有衍射峰晶面都相对应于单斜晶系KY(WO₄)₂各晶面的衍射(PDF NO 45-0472)，没有其他杂质峰出现，说明制备产物确定为钨酸钇钾。

将制备得到的花状微球结构钨酸钇钾材料进行氮气等温吸脱附测试，图7是花状微球结构钨酸钇钾的吸脱附曲线图，其中，横坐标为相对压力P/P₀，纵坐标为吸附值cm³/g；如图7所示，样品的吸脱附曲线类型为弱相互作用，根据BET公式计算得到样品的比表面积为31.677 m²/g。

将制备得到的花状微球结构钨酸钇钾在464nm激发光下进行荧光测试，得到发射光谱；图8是花状微球结构钨酸钇钾在464nm激发下的发射光谱图；其中，横坐标为波长nm，纵坐标为强度a.u.；如图8所示，在464nm激发波长下，光谱线主要是由500nm到750nm之间的峰组成。分别对应Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₁(596nm)跃迁，转换成了黄色光；⁵D₀→⁷F₂(614nm)跃迁，转换成了橙色光，且发射强度很大；⁵D₀→⁷F₄(704nm)跃迁，转换成了红色光。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

一种花状微球结构钨酸钇钾材料及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。