[发明专利]一种紫外可见光吸收剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于紫外光吸收材料技术领域，具体涉及一种紫外可见光吸收剂及其应用。

背景技术

La₂(WO₄)₃是一种重要的稀土功能材料，其可被用作催化剂、高效光基质半导体材料；由于WO₄^2-共价键成分明显，多面体中氧离子受到邻近高价态钨极化作用而使激活离子的浓度猝灭效应减弱，对提高掺杂离子的浓度非常有利，使所需晶体的长度大为缩短，晶体具有吸收峰宽、增益大和效率高的优点，因此La₂(WO₄)₃是一种具有良好应用前景的紫外可见光吸收材料。

紫外光辐射能量占太阳辐射总量的8%，紫外线的能量较高，对人体影响较大，会引起红斑作用，也是引起白内障、免疫系统能力下降的主要原因之一，紫外线还会使皮肤老化、干燥、皱纹增加，产生红斑和色素沉着，严重的会有致皮肤癌的危险。La₂(WO₄)₃具有半导体性质，在紫外线照射下，电子被激发由价带向导带跃迁，引起紫外光吸收，吸收紫外线能力强；另外，由于La₂(WO₄)₃具有较高的化学稳定性、热稳定性和非迁移性，且无味、无毒、无刺激性，因此可加入到传统纺织品中，开发得到诸如抗紫外线、抗菌、抗红外线、抗静电、导电、耐日晒、抗老化等功能性纺织纤维产品，用以吸收紫外线，将紫外线能量转换成热能或其它无害低能形式予以释放或消耗，具有防暑，隔热等性能。此外，La₂(WO₄)₃还可以作为紫外线吸收剂添加到防晒霜中使用，制得全波段防晒剂，这样可以大大减少紫外线的辐射，提高了对皮肤的安全性。

向化合物中掺杂稀土元素会增强其对紫外可见光的吸收性能，现有研究报道魏艳萍采用提拉法生长出了纯的Tm³⁺等离子掺杂的大尺寸优质的NaLa(WO₄)₂晶体，其晶体在800nm附近的吸收峰半高宽和吸收截面较大，有利于用LD泵浦（魏艳萍，游振宇，朱昭捷,等.稀土掺杂钨酸镧钠激光晶体的生长及其性能研究[J].人工晶体学报.2008,37(3):543-550）；中国科技大学的顾军采用水热和溶剂热法制备稀土掺杂的钨酸镧钠(NaLa(WO₄)₂)微、纳米尺度的发光材料，纳米晶的大小约为300nm，对Eu³⁺掺杂的梭形NaLa(WO₄)₂纳米晶光学性能进行了研究，分别显示了强的红光和绿光发射，长的荧光寿命和较高的淬灭浓度（顾军.稀土掺杂钨酸镧钠发光材料的制备及其光学性能的研究[J].合肥：中国科技大学，2009）；南开大学的张宇采用提拉法生长了不同Yb/Er掺杂浓度的钨酸镧钾晶体，该晶体对980nm的光有很好的吸收（张宇.稀土离子掺杂钨酸镧钾和磷酸钆钾晶体的生长和光谱性质研究.天津：南开大学，2012）。

由于Ce⁴⁺的独特光学性质，向La₂(WO₄)₃中掺杂Ce⁴⁺，其会大大增强La₂(WO₄)₃对紫外可见光的吸收性能。然而，目前关于Ce⁴⁺掺杂La₂(WO₄)₃化合物及其制备方法鲜有报道。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种紫外可见光吸收剂，该紫外可见光吸收剂具有良好的紫外光吸收能力。

本发明的另一目的是提供上述紫外可见光吸收剂能吸收紫外光、作为紫外光吸收剂方面的应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种紫外可见光吸收剂，所述紫外可见光吸收剂以硫酸镧、钨酸铵和硫酸铈为原料，通过共沉淀法制备而得，所述紫外可见光吸收剂的结构式为La₂(WO₄)₃:Ce⁴⁺；所述La₂(WO₄)₃:Ce⁴⁺中Ce⁴⁺的质量百分含量为4~8%。