法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2015-12-09
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C30B29/14 授权公告日:20120425 终止日期:20141015 申请日:20101015
专利权的终止
2012-04-25
授权
授权
2011-03-23
实质审查的生效 IPC(主分类):C30B29/14 申请日:20101015
实质审查的生效
2011-02-02
公开
公开
技术领域
本发明涉及薄膜的制备，尤其涉及一种采用电化学沉积法制备磷酸镧或稀土掺杂磷酸镧薄膜的方法。
背景技术
稀土掺杂镧系磷酸盐应用广泛，可用于光学显示板、阴极射线管、光电装置等。磷酸镧无荧光发射、熔点高、光子产率高，是稀土掺杂的优良基质，属于单斜晶系或六方晶系。
到目前为止，已经发展了一些磷酸镧和稀土掺杂磷酸镧晶体的制备方法，如水热法、溶胶-凝胶法、声化学法、化学沉淀法、微乳液法等。然而，这些方法要求高温，高真空，复杂的设备和严格的实验程序，极大地阻碍了它们的普遍应用。此发明中，采用电化学沉积法制备了具有一定形貌的磷酸镧和稀土掺杂磷酸镧薄膜，设备简单、操作方便、低温常压下即可进行。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种简便高效的采用电沉积法制备磷酸镧薄膜或稀土掺杂磷酸镧薄膜的方法。
采用电沉积法制备磷酸镧薄膜的方法包括如下步骤：
1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2～3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10～30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化10～30秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)0.005～0.5摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠与镧离子配合物溶液中，加入0.01～1摩尔/升磷酸钠，调节溶液的pH值为4～6，得到电解液，待用；
3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2V～1.8V，沉积温度为30～80℃，得到磷酸镧薄膜。
采用电沉积法制备稀土掺杂磷酸镧薄膜的方法包括如下步骤：
1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2～3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10～30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化10～30秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)0.005～0.5摩尔/升的硝酸镧溶液中加入0.0001～0.1摩尔/升的硝酸铕，加入0.0051～0.6摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠，形成配合物溶液，再加入0.01～1摩尔/升的磷酸钠溶液，调节溶液pH值为4～6，得到电解液，待用；
3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2V～1.8V，沉积温度为30～80℃，得到稀土掺杂的磷酸镧薄膜。
本发明具有设备简单、成本低、沉积速率快、材料生长温度低、可以在常温常压下操作的特点，有望进行工业化生产。电沉积法制备的磷酸镧薄膜均匀，形貌为纳米棒，较高温度下结晶性好。稀土元素铕均匀地掺杂于磷酸镧薄膜，具有强的荧光发射峰，可作为激光材料和荧光标记材料。
附图说明
图1是磷酸镧薄膜的场发射扫描电镜图；
图2是磷酸镧薄膜的X射线衍射图；
图3是掺铕磷酸镧薄膜的荧光发射光谱图。
具体实施方式
实施例1
1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化10秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)0.005摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠与镧离子配合物溶液中，加入0.01摩尔/升磷酸钠溶液，调节溶液的pH值为4，得到电解液，待用；
3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2V，沉积温度为30℃，得到磷酸镧薄膜。
实施例2
1)用丙酮清洗ITO导电玻璃3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化30秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)0.5摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠与镧离子配合物溶液中，加入1摩尔/升磷酸钠溶液，调节溶液的pH值为6，得到电解液，待用；
3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.8V，沉积温度为80℃，得到磷酸镧薄膜。
实施例3
1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗15分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化15秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)0.01摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠与镧离子配合物溶液中，加入0.02摩尔/升溶液，调节溶液的pH值为6，得到电解液，待用；
3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.6V，沉积温度为50℃，得到磷酸镧薄膜。
经场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射(XRD)等，对电沉积在ITO导电玻璃上的磷酸镧薄膜的结构进行表征。扫描电镜图1表明磷酸镧薄膜均匀致密，呈纳米棒状；X射线衍射图2表明磷酸镧为六方晶系。
实施例4
1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化10秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)0.005摩尔/升的硝酸镧溶液中加入0.0001摩尔/升的硝酸铕，加入0.0051摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠，形成配合物溶液，加入0.01摩尔/升磷酸钠溶液，调节溶液pH值为4，得到电解液，待用；
3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.2V，沉积温度为30℃，得到稀土掺杂的磷酸镧薄膜。
实施例5
1)用丙酮清洗ITO导电玻璃3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗30分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化30秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)0.5摩尔/升的硝酸镧溶液中加入0.1摩尔/升的硝酸铕，加入0.6摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠，形成配合物溶液，加入1.2摩尔/升的磷酸钠溶液，调节溶液pH值为6，得到电解液，待用；
3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.8V，沉积温度为80℃，得到稀土掺杂的磷酸镧薄膜。
实施例6
1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗15分钟，接着将ITO导电玻璃放在体积百分比为10％的硝酸溶液中活化15秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)0.01摩尔/升的硝酸镧溶液中加入0.001摩尔/升的硝酸铕，加入0.011摩尔/升的乙二胺四乙酸二钠，形成配合物溶液，加入0.02摩尔/升磷酸钠溶液，调节溶液pH值为6，得到电解液，待用；
3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，甘汞电极为参比电极组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于甘汞电极的阳极沉积电位为1.8V，沉积温度为50℃，得到稀土掺杂的磷酸镧薄膜。
经荧光发射光谱(PL)，对电沉积在ITO导电玻璃上的稀土掺杂磷酸镧薄膜进行表征。图3为掺铕磷酸镧薄膜的荧光发射光谱，显示铕的特征发射峰，激发波长为397nm。
机译： 如果磷酸铈和/或磷酸具有镧镧，制备由磷酸盐产生的磷光体的方法以及磷光体
机译： 具有功能壳的掺杂有镧系阳离子的磷酸镧纳米颗粒的制备方法
机译： 磷酸铈和/或镧镧溶胶，制备方法和抛光悬浮液，包含它们的防腐剂和抗紫外线剂
