一种稀土Dy3+掺杂钨酸铟纳米材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于钨酸铟纳米材料技术领域，具体涉及一种稀土dy³⁺掺杂钨酸铟纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术：

金属钨酸盐在各个领域中具有潜在的应用，如荧光粉、微波、光纤、闪烁体材料、催化和x射线增强屏幕等[a.m.kaczmarek,r.v.deun,chem.soc.rev.,2013,42,8835–8848;s.l.gai,c.x.li,p.p.yang,j.lin,chem.rev.,2014,114,2343−2389;y.h.zheng,j.t.lin,q.m.wang,photochem.photobiol.sci.,2012,11,1567–1574;d.chen,z.liu,s.x.ouyang,j.h.ye,j.phys.chem.c,2011,115,15778–15784;j.zhang,y.h.wang,z.y.zhai,g.b.chen,opticalmater.,2014,38,126–130]。近年来，由于钨酸盐独特的发光性能引起了研究者的关注，作为一个自激活荧光体，金属钨酸盐荧光粉的内在发射在中心约为420nm的宽发射带，这是由于o^2-和wo4^2-之间的电荷迁移跃迁引起的[t.thongtem,s.kungwankunakorn,b.kuntalue,a.phuruangrat,s.thongtem,j.alloycompd.,2010,506,475–481;z.chen,q.gong,j.zhu,y.p.yuan,l.w.qian,x.f.qian,mater.res.bull.,2009,44,45–50;c.y.li,x.d.du,d.yue,j.n.gao,z.l.wang,mater.lett.,2013,108,257–260]。此外，钨酸盐被广泛地用于稀土离子的发光基质材料，以期获得新的稀土发光材料[maheshwary,b.p.singh,j.singha,r.a.singh,rscadv.,2014,4,32605–32621;z.h.ju,r.p.wei,j.x.ma,c.r.pang,w.s.liu,j.alloycompd.,2010,507,133–136;z.h.ju,r.p.wei,x.p.gao,w.s.liu,c.r.pang,opticalmater.,2011,33,909–913;j.s.liao,b.qiu,h.r.wen,j.l.chen,w.x.you,mater.res.bull.,2009,44,1863–1866;maheshwary,b.p.singhandr.a.singh,newj.chem.,2015,39,4494–4507;b.y.xu,x.cao,g.f.wang,y.li,y.p.wang,j.m.su,daltontrans.,2014,43,11493–11501]。然而，现有稀土发光材料的制备方法存在收率低、形貌可重复性差等缺点，尤其关于稀土镝（dy³⁺）掺杂的钨酸铟纳米发光材料至今未见报道。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中钨酸盐材料存在的问题，提供一种稀土镝dy³⁺掺杂钨酸铟纳米材料及其制备方法和应用，该材料制备方法简单，形貌可重复性好，且具有良好的发光性能。

本发明采用如下技术方案：

一种稀土dy³⁺掺杂钨酸铟纳米材料，所述纳米材料呈均匀的纳米棒状，且以钨酸铟基体中dy³⁺和in³⁺的总摩尔量计，dy³⁺掺杂所占的摩尔百分比为1%~12%。

优选地，所述稀土dy³⁺掺杂钨酸铟纳米材料的制备方法包括以下步骤：按比例取incl3、na2wo4·2h2o和dy(no3)3·5h2o溶于有机溶剂中，再加入四丁基溴化铵作模板剂，混合均匀，并采用正丙胺调节体系的ph值为7.0~9.0，然后于170~190℃下恒温反应8~20小时，反应结束后，后处理即得；

其中，incl3和dy(no3)3·5h2o的总量与na2wo4·2h2o的摩尔比为2:3。

优选地，所述有机溶剂为正己烷和n,n-二甲基乙酰胺的混合溶剂，且正己烷和n,n-二甲基乙酰胺的体积比为1:6。

所述的稀土dy³⁺掺杂钨酸铟纳米材料在荧光材料中的应用。

本发明的有益效果如下：

本发明制备得到一种稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料，其微观形貌呈现纳米棒状，且尺寸均匀，通过荧光测试发现，室温条件下，该纳米材料固体样品在300nm处激发，在480nm和570nm处都得到发射峰，表现出良好的荧光性质，可以作为荧光材料使用；此外，本发明的制备方法简单，条件温和，收率较高，形貌可重复性好。

附图说明

图1为稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料的透射电镜图；

图2为稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料的高分辨透射电镜图；

图3为稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料的xrd谱图；

图4为稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料的荧光光谱图。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。

实施例1

将incl3（1.9mmol）、na2wo4·2h2o（3.0mmol）和dy(no3)3·5h2o（0.1mmol）溶于正己烷（1.0ml）和n,n-二甲基乙酰胺（6.0ml）的混合溶剂中，加入四丁基溴化铵（tbab，1.0mmol），并转移至20ml反应釜中，初步搅拌均匀，然后滴加20μl正丙胺，继续搅拌均匀，调节ph为7.5左右，然后于180℃恒温反应12小时，自然冷却至室温，离心分离取固体产物并依次用乙醇和环己烷反复洗涤后，干燥即得稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料。

实施例2

将将incl3（1.98mmol）、na2wo4·2h2o（3.0mmol）和dy(no3)3·5h2o（0.02mmol）溶于正己烷（2.0ml）和n,n-二甲基乙酰胺（4.0ml）的混合溶剂中，加入四丁基溴化铵（tbab，1.0mmol），并转移至20ml反应釜中，初步搅拌均匀，然后滴加40μl正丙胺，继续搅拌均匀，调节ph为8.5左右，然后于170℃恒温反应16小时，自然冷却至室温，离心分离取固体产物并依次用乙醇和环己烷反复洗涤后，干燥即得稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料。

实施例3

将将incl3（1.76mmol）、na2wo4·2h2o（3.0mmol）和dy(no3)3·5h2o（0.24mmol）溶于正己烷（2.0ml）和n,n-二甲基乙酰胺（4.0ml）的混合溶剂中，加入四丁基溴化铵（tbab，1.0mmol），并转移至20ml反应釜中，初步搅拌均匀，然后滴加40μl正丙胺，继续搅拌均匀，调节ph为8.5左右，然后于170℃恒温反应20小时，自然冷却至室温，离心分离取固体产物并依次用乙醇和环己烷反复洗涤后，干燥即得稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料。

取实施例1所制备的稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料进行xrd测试（rigakuultimaiii衍射仪，cuka(λ=1.5418å)，工作电压40kv和40ma）和透射电镜表征(feitecnaig2)，同时该纳米材料的发射光谱和激发光谱使用edinburghinstrumentsfls980荧光计，该荧光仪配备有两个光源，450w光源和脉冲氙灯。

透射电镜表征见图1，图2，从图1可以看出，实施例1所制备的稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料呈均匀的纳米棒形貌，直径约为16nm，长度约为104nm，从图2可知，稀土dy³⁺掺杂的钨酸铟纳米材料呈现出清晰的晶格条纹，表明纳米棒是结晶结构；xrd图见图3，可以看出，in2(wo4)3和in2(wo4)3:dy³⁺的xrd峰位一致，与正交相的in2w3o12的标准pdf卡片（pdf#49-0337）相符合，表明dy³⁺掺杂后，in2(wo4)3的晶格结构保持不变。

in2(wo4)3:dy³⁺纳米棒固体样品的荧光性质测试见图4，室温条件下，在300nm处激发，在480nm和570nm处都得到发射峰，可作为荧光材料使用。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。