一种稀土四氟化物NalnF制造技术

本发明专利技术公开了一种稀土四氟化物NalnF

A rare earth tetrafluoride nalnf

【技术实现步骤摘要】
一种稀土四氟化物NalnF4薄膜及其制备方法
本专利技术属于材料学
，具体地说，涉及一种稀土四氟化物NalnF4薄膜及其制备方法。
技术介绍
稀土氟化物由于其具有低声子能量(~350-500cm-1)和高折射率(~1.56)的特性，被广泛应用于制备荧光材料，与常规有机荧光材料相比，稀土氟化物显示出足够的长期热稳定性和环境稳定性，并且稀土四氟化物NaLnF4被认为是镧系元素离子掺杂上转换发光材料的理想基质。目前制备氟化物的方法有水热法/溶剂热法、热分解法、共沉淀法和高温固相法等，但是以上方法均被用于制备氟化物粉末。关于氟化物薄膜的制备研究较少。由于氟离子特殊的腐蚀性，有关氟化物应用在发光薄膜中的报道凤毛麟角。然而，氟化物薄膜在很多方面有潜在的应用价值，因此氟化物应用在发光薄膜中的研究有一定的意义。现有的稀土四氟化物薄膜的制备方法主要有脉冲激光沉积法和磁控溅射法，这两种方法对仪器设备的要求较高，制备薄膜的费用昂贵。这两种方法往往是在经过制备氟化物粉末后，再沉积或溅射到玻璃基底表面，这往往会影响粉末与玻璃的附着度以及薄膜的均匀程度。同时，这两种方法对于制备条件的苛刻，会对稀土氟化物的形貌和应用性能产生影响。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种稀土四氟化物NalnF4薄膜及其制备方法，本专利技术提供的制备方法反应条件温和、操作简单，制备得到的稀土四氟化物薄膜平整且均匀，薄膜附着度高，结晶性好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种稀土四氟化物薄膜的制备方法，包括以下步骤：以稀土硝酸盐的水溶液作为电沉积溶液，采用脉冲电压沉积法制备得到稀土层状氢氧化物薄膜；将氟化钠和水混合后调节pH值至8~11，得到氟化钠溶液；将所述稀土层状氢氧化物薄膜浸没于所述氟化钠溶液中，进行置换反应，得到稀土四氟化物薄膜。优选的，所述稀土硝酸盐中的稀土金属包括Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho和Y中的一种或几种。优选的，所述电沉积溶液中稀土金属离子总浓度为0.01~1mol/L；所述电沉积溶液的温度为5~80℃。优选的，所述脉冲电压沉积法采用的三电极体系包括工作电极、辅助电极和参比电极，所述工作电极为透明导电玻璃；所述辅助电极为Pt网；所述参比电极为Ag/AgCl/Cl-电极；所述透明导电玻璃的一侧镀有ITO层、FTO层或AZO层。优选的，所述脉冲电压沉积法中沉积电压为-0.8~-1.3V，间隔时间为10~60s，总沉积时间为5~120min。优选的，所述氟化钠溶液的浓度为0.05~1mol/L。优选的，所述置换反应的温度为80℃~180℃，时间为5~36h。本专利技术还公开了一种由上述的制备方法制备得到的稀土四氟化物NalnF4薄膜。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：1）本专利技术以脉冲电压沉积法制备稀土层状氢氧化物薄膜，再通过置换反应，制备得到稀土四氟化物NalnF4薄膜，该氟化物薄膜均匀度高、分散性好、附着度好。2）本专利技术制备的氟化物薄膜的结晶度好，本专利技术的制备方法反应条件简单、操作简便。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的NaEuF4薄膜的XRD图谱；图2是本专利技术实施例1制备的NaEuF4薄膜的SEM图谱；图3是本专利技术实施例2制备的NaTbF4薄膜的XRD图谱；图4是本专利技术实施例2制备的NaTbF4薄膜的SEM图谱；图5是本专利技术实施例3制备的NaDyF4薄膜的XRD图谱；图6是本专利技术实施例3制备的NaDyF4薄膜的SEM图谱；图7是本专利技术实施例4制备的NaHoF4薄膜的XRD图谱；图8是本专利技术实施例4制备的NaHoF4薄膜的SEM图谱；图9是本专利技术对比例1脉冲电压法和恒压法制备的Dy2(OH)5NO3∙nH2O薄膜的微观形貌图；其中，n=1.5~2.3，9（a）为脉冲法制备的Dy2(OH)5NO3∙nH2O薄膜微观形貌图，9（b）为恒压法制备的薄膜的Dy2(OH)5NO3∙nH2O微观形貌图；图10是本专利技术对比例2制备得到的稀土层状氢氧化物的宏观图；图11是本专利技术对比例3制备得到的稀土层状氢氧化物的微观形貌图；图12是本专利技术对比例4制备得到的稀土层状氢氧化物的微观形貌图；图13是本专利技术对比例5制备得到的稀土层状氢氧化物的宏观图；图14是本专利技术对比例6制备得到的稀土层状氢氧化物的宏观图；图15是本专利技术对比例7制备得到的稀土层状氢氧化物的宏观图；图16是本专利技术对比例8制备得到的稀土层状氢氧化物的宏观图；图17是本专利技术对比例9制备得到的稀土四氟化物薄膜的宏观图。具体实施方式以下将配合实施例来详细说明本专利技术的实施方式，藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。本专利技术公开了一种稀土四氟化物NalnF4薄膜及其制备方法，包括以下步骤：以稀土硝酸盐的水溶液作为电沉积溶液，采用脉冲电压沉积法制备得到稀土层状氢氧化物薄膜；将氟化钠和水混合后调节pH值至8~11，得到氟化钠溶液；将所述稀土层状氢氧化物薄膜浸没于所述氟化钠溶液中，进行置换反应，得到稀土四氟化物薄膜。在本专利技术中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。本专利技术以稀土硝酸盐的水溶液作为电沉积溶液，采用脉冲电压沉积法制备得到稀土层状氢氧化物薄膜。在本专利技术中，制备稀土层状氢氧化物薄膜的方法，优选包括以下步骤：将稀土硝酸盐和水混合，得到电沉积溶液；将三电极体系插入所述电沉积溶液中，采用脉冲电压沉积法在工作电极上沉积得到电沉积薄膜；将所述电沉积薄膜依次进行洗涤和干燥，得到稀土层状氢氧化物薄膜。在本专利技术中，所述稀土元素（Ln）的硝酸化合物优选为市售分析纯试剂。在本专利技术中，所述稀土硝酸盐的中的稀土金属（Ln）优选包括Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Y中的一种或几种。在本专利技术中，所述电沉积溶液的温度优选为5~80℃，更优选为10~70℃，最优选为20~55℃。在本专利技术中，所述电沉积溶液中稀土金属离子总浓度优选为0.01~1mol/L，更优选为0.05~1mol/L，最优选为0.1~1mol/L。在本专利技术中，所述稀土金属离子浓度过低，在后续沉积过程中，稀土层状氢氧化物薄膜无法沉积在透明导电玻璃基体上，进而无法继续制备稀土四氟化物薄膜；所述稀土金属离子浓度过高，稀土层状氢氧化物薄膜沉积到透明导电玻璃基体后容易发生脱落，后续经置换反应制备的稀土四氟化物薄膜的附着度差。本专利技术优选通过控制电沉积溶液中稀土金属离子总浓度，提高了所得稀土层状氢氧化物薄膜的微观形貌的规整度、均匀性和附着力，进而提高稀土四氟化物薄膜的质量。在本专利技术中，所述脉冲电压沉积法采用的三电极体系优选包括工作电极、辅助电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土四氟化物NalnF

【技术特征摘要】
1.一种稀土四氟化物NalnF4薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以稀土硝酸盐的水溶液作为电沉积溶液，采用脉冲电压沉积法制备得到稀土层状氢氧化物薄膜；
将氟化钠和水混合后调节pH值至8~11，得到氟化钠溶液；
将所述稀土层状氢氧化物薄膜浸没于所述氟化钠溶液中，进行置换反应，得到稀土四氟化物薄膜。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稀土硝酸盐中的稀土金属包括Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho和Y中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电沉积溶液中稀土金属离子总浓度为0.01~1mol/L；
所述电沉积溶液的温度为5~80℃。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脉冲电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：武晓鹂，张鹤，黄俊杰，韦玉莹，任珂，刘远立，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45