晶体晶相从六方相到四方相的转变及其发光性能的提升方法
【技术领域】
[0001]本发明属稀土发光材料制备技术领域，具体涉及一种稀土掺杂YPO4晶体晶相从六方相到四方相的转变及其发光性能的提升方法。
【背景技术】
[0002]稀土发光材料在整个固体发光领域占有很重要的地位，因为特殊的电子层结构使稀土元素具有一般元素无法比拟的性质。近几年来，因为具有吸收能力强、发光亮度高、合成温度适中等优点，稀土磷酸盐在照明、量子光学、彩色电视机和热释发光检测领域应用广泛，引起了科研工作者广泛的兴趣。
[0003]￥?04在稀土磷酸盐中占有重要地位，被广泛用于稀土金属离子的掺杂基质。根据合成条件和合成方法的不同，磷酸钇(YPO4)可得到两种不同的同质异构体晶体结构，分别为四方相和六方相。之前的研宄表明，相比于四方相的稀土掺杂磷酸钇晶体，六方相的晶体显现出更低的发光性能，原因是由于六方相的晶体中存在有发光淬灭者(0H-)。但是在一般情况下，六方相的磷酸钇晶体反而更容易得到。因此，对于得到其较高的发光性能而言，如何去实现从六方晶相到四方晶相的转变已经成为很重要的研宄热点。直到现在，一般在得到六方相的产物之后，通过高温煅烧处理的方法可实现将六方相晶体转变为四方相晶体(Journal of the American Chemical Society，2011，133，2998、Journal of the AmericanChemical Society，2010，132，2759)。但是这种方法不仅需要两步完成，首先是六方相产物的得到，然后是六方相产物的热处理过程，而且限制了对其晶相的转变及其形貌的转变的研宄。
[0004]所以，探求一个简单的方法来实现磷酸钇晶体晶相的转变无论是对于其晶体的同质异构体的转变过程的研宄还是对于其潜在的性能的提高都有很重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种稀土掺杂YPO4晶体晶相从六方相到四方相的转变及其发光性能的提升方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:包括以下步骤:
[0007](I)制备Y (NO3) 3、Eu (NO3) 3离子水溶后备用；将Na 3cit或EDTA加入到去离子水中并加热搅拌使其溶解，形成Na3Cit或EDTA溶液，自然冷却到室温备用；将NH4H2PO4溶于去离子水中配成顯#丨04溶液；
[0008](2)以溶质摩尔比9:1?4:1混合Y (NO3) 3溶液和Eu (NO 3) 3溶液，后向混合溶液中滴加Na3Cit或EDTA溶液，搅拌混合液20?30min后滴加NH4H2PO4溶液，最后获得的溶液中YxEu1^xNO3> Na3cit/EDTA、NH4H2PO4三者的摩尔比为 1:1:1 ?1: 1:13 ;
[0009](3)用稀硝酸调节步骤(2)得到的溶液pH值至I ;
[0010](4)将调节好pH值的溶液搅拌40?60min，后转移到带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中密封，在160?180°C下反应6?12小时后，自然冷却到室温，得到沉淀物；
[0011](5)将得到的沉淀物离心分离，并用水和乙醇洗涤若干次，后将洗涤过的物质放入70?80°C干燥箱中干燥，最终得到六方相，六方相与四方相混合，和四方相的YPO4晶体。
[0012]所述步骤⑴中，Y(NO3) 3和Eu (NO 3)3溶液的制备方法为:分别将Y 203和Eu 203溶于浓硝酸中，加热去除多余的浓硝酸，再加入去离子水配成Y (NO3) 3和Eu (NO 3) 3溶液。
[0013]所述步骤(2)中，NH4H2PO4溶液的滴加方式为缓慢滴加。
[0014]所述步骤(4)中搅拌时间为40?60min，反应釜体积填充度为80%。
[0015]所述步骤(5)中要获得纯四方相的稀土掺杂YPO4晶体，起始反应溶液中的NH4H2PO4, YxEu1^xNO3> Na3cit/EDTA 三者的摩尔比须大于 9:1:1。
[0016]所述步骤(5)中用水和乙醇洗涤的次数为三次。
[0017]所述步骤(5)中的干燥时间为9?12h。
[0018]本发明具有以下的有益效果:相比较现有技术，本发明通过本发明采用水热法，用Na3Cit或EDTA作为螯合剂，首先合成了六方相的稀土 Eu离子掺杂YPO4晶体。通过调节起始反应溶液中P043_:RE3+:Cit3_/EDTA的比例，实现了 YP04:Eu晶体的晶相从六方相到四方相的可控转变。与此同时，产物的发光性能也大幅度提高。采用水热法实现YPO4晶体晶相的转变，操作简单，可选择性的合成不同晶相的Eu掺杂YPO4晶体。且制得的四方相的Eu掺杂YPO4晶体较六方相的晶体发光性能大幅度提高，本方法适用于大面积推广。
【附图说明】
[0019]图1是本发明制备的不同Eu掺杂YPO4晶体的XRD图谱；
[0020]图2是本发明制备的不同Eu掺杂YPO4晶体的PL光谱。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。
[0022]本发明包括以下步骤:
[0023](I)制备Y (NO3) 3、Eu (NO3) 3离子水溶后备用；将Na 3cit或EDTA加入到去离子水中并加热搅拌使其溶解，形成Na3Cit或EDTA溶液，自然冷却到室温备用；将NH4H2PO4溶于去离子水中配成順#2?04溶液；Y (NO 3) 3和Eu (NO 3) 3溶液的制备方法为:分别将Y 203和Eu 203溶于浓硝酸中，加热去除多余的浓硝酸，再加入去离子水配成Y (NO3) 3和Eu (NO 3) 3溶液；
[0024](2)以溶质摩尔比9:1?4:1混合Y (NO3) 3溶液和Eu (NO 3) 3溶液，后向混合溶液中滴加Na3Cit或EDTA溶液，搅拌混合液20?30min后滴加NH4H2PO4溶液，最后获得的溶液中YxEu1^xNO3> Na3cit/EDTA、NH4H2PO4三者的摩尔比为 1:1:1 ?1: 1:13 ;NH 4H2P04S液的滴加方式为缓慢滴加；
[0025](3)用稀硝酸调节步骤(2)得到的溶液pH值至I ;
[0026](4)将调节好pH值的溶液搅拌40?60min，后转移到带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中密封，在160?180°C下反应6?12小时后，自然冷却到室温，得到沉淀物；搅拌时间为40?60min，反应釜体积填充度为80% ；
[0027](5)将得到的沉淀物离心分离，并用水和乙醇洗涤三次，后将洗涤过的物质放入70?80°C干燥箱中干燥9?12h，最终得到六方相，六方相与四方相混合，和四方相的YPO4晶体(见附图1)。
[0028]实施例:
[0029]实施例1:
[0030](I)取5.95ml的0.4mol.L-1的Y(NO 3)3溶液，然后加入Eu (NO 3) 3溶液充分混合(Eu5%，摩尔比)；
[0031](2)称量2mmolNa3cit放入到15ml去离子水中，搅拌使其溶解，待其冷却到室温后将其缓慢加入到步骤⑴所得的混合溶液中，并附加搅拌20min，以