專利名稱：激發光強度和頻率調諧熒光頻率的納米氧化鋅及其制備的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的材料及其制備方法，具體為具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的納米氧化鋅材料及其制備方法。
背景技術：
具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的材料，主要用于激光器、光纖放大器、顯示技術、光催化和防偽技術等類產品中，有著廣闊的應用前景。經檢索中國物理文獻數據庫、科技成果交易數據庫、實用技術成果數據庫、中國專利數據庫、中國科技成果數據庫、中國學術會議論文數據庫、中國企業公司及產品數據庫、Sohu高級搜索、CNKI知識創新網、萬方資源信息網、全國報刊索引和國際聯機檢索DIALOG系統的EI、INSPEC、SCI、JICST、WILSON、APPL、AEROSPACE、CA、USPN、EP、YAHOO、NTIS數據庫和相關網站，結果沒有發現具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的納米氧化鋅材料及其制備技術的任何報道和介紹；也沒有發現任何相關具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的納米氧化鋅材料產品應用的報道和實際應用產品。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的納米材料及其制備方法。
實現發明目的的一種具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的納米材料是有機摻雜的納米氧化鋅。
所述的有機摻雜物為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或聚環氧乙烷。
所述的有機摻雜物的量為納米氧化鋅質量的2.5-10％。
本發明的有機摻雜納米氧化鋅形狀為球型、橢球型、棒狀、花狀或管狀。
本發明的具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的納米材料的制備方法，其特征是在將鋅鹽溶解在水中，在控制PH＝10±0.5、100±5℃溫度、攪拌條件下水熱法制備普通納米氧化鋅材料過程中，添加進所制備納米氧化鋅質量2.5-10％的有機誘導劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸(PAA)或聚環氧乙烷(PEO)，并降低溫度到65±5℃進行反應，以調控納米氧化鋅晶體生長微觀形狀和結構。
試驗結果表明，用本發明的配方和制備方法所制備的納米氧化鋅材料可以是球型、橢球型、棒狀、花狀、管狀，并具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應特性，用激發光激發該材料時，發光中心輻射光子的能量(頻率)規律的隨激發光強度或波長變化。
本發明與現有技術相比有如下優點和積極效果材料制備方法簡單、容易工業化批量生產、能耗低、無二次污染、成本低廉、調諧易于實現并且被調諧的熒光性能優異，線寬僅有2納米左右。
具體實施例方式
實施例1將硝酸鋅((Zn(NO3)2·6H2O)與分子量10000的PEG和水按質量比＝20∶1.5∶300混合均勻，并置于磁攪拌器上，攪拌時添加氨水調整PH值至10，然后封住玻璃口，加溫到60℃連續攪拌24小時，最后用水清洗過濾三遍，放入烘箱中60℃烘干即得所需有機摻雜，微觀幾何形狀為納米棒狀的氧化鋅材料。其棒長為10微米左右，棒之直徑為60納米左右。電子衍射結果為單晶體。激發光強度調諧熒光頻率效果的實驗在法國LABRAM-HR，JY公司的confocallaser microraman spectrometer上進行。實驗條件為室溫，固體態粉末樣品，激發光波長為He-Cd激光器325納米。結果表明，激發光強度為原始強度百分之一時，熒光譜峰位在380納米處；激發光強度為原始強度十分之一時，熒光譜峰位在387納米處；激發光強度為原始強度四分之一時，熒光譜峰位在405納米處。激發光頻率調諧熒光頻率效果的實驗在Edinburgh Instiments FLS-920，photoluminescence spectrometer上進行。實驗條件為室溫，固體態粉末分散在乙醇中樣品，氙燈光源，激發光波長分別為325，350，370納米。結果表明，熒光譜峰位分別在354，384，408納米處。
實施例2將硝酸鋅((Zn(NO3)2·6H2O)與分子量2000的PEG和水按質量比＝20∶1.5∶250混合均勻，并置于磁攪拌器上，攪拌時添加氨水調整PH值至10，然后封住玻璃口，加溫到60℃連續攪拌24小時。最后用水清洗過濾三遍，放入烘箱中60℃烘干即得所需有機摻雜，微觀幾何形狀為納米管狀的氧化鋅材料。其管長為10微米左右，管之外直徑為200納米左右，內直徑為80納米左右。電子衍射結果為單晶體。激發光強度調諧熒光頻率效果的實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，激發光強度為原始強度百分之一時，熒光譜峰位在380納米處；激發光強度為原始強度十分之一時，熒光譜峰位在390納米處；激發光強度為原始強度四分之一時，熒光譜峰位在415納米處。激發光頻率調諧熒光頻率效果的實驗實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，熒光譜峰位分別在354，384，408納米處。
實例3將硝酸鋅((Zn(NO3)2·6H2O)與PVP和水按質量比＝20∶1.5∶300混合均勻，并置于磁攪拌器上，攪拌時添加氨水調整PH值至10，然后封住玻璃口，加溫到60℃連續攪拌24小時，最后用水清洗過濾三遍，放入烘箱中65℃烘干即得所需有機摻雜，微觀幾何形狀為納米棒組成花狀的氧化鋅材料。其棒長為10微米左右，棒之直徑為60納米左右，花大小為10微米左右。電子衍射結果為單晶體。激發光強度調諧熒光頻率效果的實驗實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，激發光強度為原始強度百分之一時，熒光譜峰位在380納米處；激發光強度為原始強度十分之一時，熒光譜峰位在387納米處；激發光強度為原始強度四分之一時，熒光譜峰位在405納米處。激發光頻率調諧熒光頻率效果的實驗實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，熒光譜峰位分別在354，384，408納米處。
實例4將硝酸鋅((Zn(NO3)2·6H2O)與PVA和水按質量比＝20∶1.5∶250混合均勻，并置于磁攪拌器上，攪拌時添加氨水調整PH值至10，然后封住玻璃口，加溫到60℃連續攪拌24小時。最后用水清洗過濾三遍，放入烘箱中65℃烘干即得所需有機摻雜，微觀幾何形狀為納米管組成玉米花狀的氧化鋅材料。其管長為10微米左右，管之外直徑為200納米左右，內直徑為80納米左右，玉米花大小為10微米左右。電子衍射結果為單晶體。激發光強度調諧熒光頻率效果的實驗實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，激發光強度為原始強度百分之一時，熒光譜峰位在380納米處；激發光強度為原始強度十分之一時，熒光譜峰位在390納米處；激發光強度為原始強度四分之一時，熒光譜峰位在415納米處。激發光頻率調諧熒光頻率效果的實驗實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，熒光譜峰位分別在354，384，408納米處。
實例5將硝酸鋅((Zn(NO3)2·6H2O)與PAA和水按質量比＝20∶2.0∶300混合均勻，并置于磁攪拌器上，攪拌時添加氨水調整PH值至10，然后封住玻璃口，加溫到60℃連續攪拌24小時。最后用水清洗過濾三遍，放入烘箱中65℃烘干即得所需有機摻雜，微觀幾何形狀為納米棒組成橢球狀的氧化鋅材料。其棒長為1.5微米左右，棒之直徑為60納米左右，組成橢球長半軸1.5微米左右，短半軸0.5微米左右。電子衍射結果為單晶體。激發光強度調諧熒光頻率效果的實驗實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，激發光強度為原始強度百分之一時，熒光譜峰位在380納米處；激發光強度為原始強度十分之一時，熒光譜峰位在387納米處；激發光強度為原始強度四分之一時，熒光譜峰位在405納米處。激發光頻率調諧熒光頻率效果的實驗實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，熒光譜峰位分別在354，384，408納米處。
實例6將硝酸鋅((Zn(NO3)2·6H2O)與PEO和水按質量比＝20∶0.5∶250混合均勻，并置于磁攪拌器上，攪拌時添加氨水調整PH值至10，然后封住玻璃口，加溫到60℃連續攪拌24小時。最后用水清洗過濾三遍，放入烘箱中65℃烘干即得所需有機摻雜，微觀幾何形狀為納米棒組成橢球狀的氧化鋅材料。其棒長為1.5微米左右，棒之直徑為60納米左右，橢球長半軸1.5微米左右，短半軸0.5微米左右。電子衍射結果為單晶體。激發光強度調諧熒光頻率效果的實驗實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，激發光強度為原始強度百分之一時，熒光譜峰位在380納米處；激發光強度為原始強度十分之一時，熒光譜峰位在390納米處；激發光強度為原始強度四分之一時，熒光譜峰位在415納米處。激發光頻率調諧熒光頻率效果的實驗實驗和實驗條件同實施例1。結果表明，熒光譜峰位分別在354，384，408納米處。
權利要求
1.一種具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的納米材料，其特征是有機摻雜的納米氧化鋅。
2.如權利要求1所述的納米材料，其特征是有機摻雜物為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或聚環氧乙烷。
3.如權利要求1所述的納米材料，其特征是有機摻雜物的量為納米氧化鋅質量的2.5-10％。
4.如權利要求1所述的納米材料，其特征是所述的有機摻雜納米氧化鋅形狀為球型、橢球型、棒狀、花狀或管狀。
5.權利要求1所述的具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的納米材料的制備方法，其特征是在用水熱法制備普通納米氧化鋅材料過程中，添加進所制備納米氧化鋅質量2.5-10％的聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或聚環氧乙烷，并降低溫度到65±5℃進行反應，以調控納米氧化鋅晶體生長微觀形狀和結構。
全文摘要
一種具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的納米氧化鋅材料及其制備方法。該材料是有機摻雜的納米氧化鋅，其制法是在水熱法制備普通納米氧化鋅的過程中，添加聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇或聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚環氧乙烷有機材料，并降溫到65±5℃，以調控納米氧化鋅晶體生長微觀形狀和結構。本法所制備的納米氧化鋅材料是球型、橢球型、棒狀、花狀或管狀，并具有激發光強度和頻率調諧熒光頻率效應的特性，用激發光激發該材料時，發光中心輻射光子的頻率規律的隨激發光強度或波長變化。本法的優點方法簡單、容易工業化生產、能耗低、無二次污染、成本低、性能穩定、耐老化、調諧易于實現并且被調諧的熒光性能在線寬僅有2納米。
文檔編號C01G9/02GK1693205SQ200510018610
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者黃新堂, 劉金平 申請人:華中師范大學