[發明專利]雙模式發光稀土摻雜氟化鈰納米晶、及其制備和表面改性方法

無效

• 申請號: 200910242655.9
• 申請日: 2009-12-14
• 公開（公告）號: CN101735816A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 孫家躍;杜海燕;先建波;夏志國
• 申請（專利權）人: 孫家躍
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶

技術領域

本發明涉及無機熒光材料技術領域。具體地，本發明涉及一種雙模式發光 的稀土摻雜氟化鈰納米晶、及其制備和表面改性方法。

背景技術

目前，無機熒光材料己廣泛應用于照明如白光LED、防偽如防偽油墨、 生物標記如生物探針、電致發光、分子電子學、激光和閃爍計數等技術中，是 一類重要的功能材料。

但是，目前用于防偽、生物標記等技術領域的稀土摻雜熒光材料主要是單 一發光模式的熒光材料。例如，中國專利CN?101195747A公開了一種紅色上 轉換熒光材料NaY_1-x-y-z(Yb_xHo_yCe_z)F₄(其中0.01≤x≤0.4，0.001≤y≤0.05，0.01≤z≤0.5) 以及其制備方法。該專利采用溶劑熱法在180～220℃的溫度下合成粒徑為 70～100nm的納米顆粒熒光材料，該納米顆粒熒光材料實現了具有較大單色抑 制比的紅顏色譜峰的發射。然而，所述稀土摻雜的熒光材料必須在980nm激 光下單一激發(上轉換激發)，存在發光波長單一的問題。此外，該專利所制 備的熒光材料納米晶形貌單一、表面極性修飾也存在一定的局限性，難以滿足 當前各種應用需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種雙模式發光的稀土摻雜氟化鈰納 米晶體，所述稀土摻雜氟化鈰納米晶體可以在例如紫外光和980nm激光下實 現上轉換激發和下轉換激發的雙模式發光，從而使其在防偽應用中多一種檢測 手段。

進一步地，本發明所要解決的技術問題是提供一種制備上述雙模式發光的 稀土摻雜氟化鈰納米晶體熒光材料的方法。該方法通過控制工藝條件可以制備 不同結構形狀如納米顆粒或納米棒的稀土摻雜氟化鈰納米晶體。

更進一步地，本發明所要解決的技術問題是提供一種稀土摻雜氟化鈰納米 晶體的表面改性方法。該方法將所制備的油溶性納米熒光材料改性為水溶性納 米熒光材料，從而使其滿足各種不同應用需求。

本發明的發明人進行深入、詳細地研究，通過控制化學組成以及制備工藝 條件等因素，解決了上述技術問題。具體方案如下：

根據本發明的一個方面，提供一種雙模式發光稀土摻雜氟化鈰熒光材料， 所述稀土摻雜氟化鈰熒光材料的化學組成式為Ce_0.74F₃:0.2Yb/xTm/(0.06-x)Tb， 其中，x＝0.01-0.05。根據本發明的另一個方面，所述稀土摻雜氟化鈰熒光材料 為納米級晶體。

根據本發明的另一個方面，提供一種雙模式發光稀土摻雜氟化鈰納米晶體 Ce_0.74F₃:0.2Yb/xTm/(0.06-x)Tb的制備方法，其中x＝0.01-0.05，所述方法包括：

a)根據所述化學組成式，分別稱取計量比的氧化鐿、氧化銩和氧化鋱， 并且用濃硝酸溶解，另稱取計量比的硝酸鈰且用加熱溶解于水，得到各稀土離 子的溶液；

b)根據所述化學組成式，稱取計量比或過量5％以下的氟化物鹽，并且 用水溶解，得到氟離子溶液；

c)將步驟a)所得到的各稀土離子的溶液混合，并向其中加入pH值調節 劑調節該混合溶液的pH值至8～11；

d)向步驟c)所獲得的混合溶液中加入有機溶劑，攪拌該混合液至混合 均勻；

e)將步驟b)所獲得的氟離子溶液添加到步驟d)所獲得的混合液中，攪 拌至混合均勻，得到白色乳液；

f)將所述乳液放入水熱反應釜中，在150-240℃的溫度下反應6-30小時；

g)將反應后所得到的樣品冷卻至室溫后，進行離心分離，并且用無水乙 醇/環己烷洗滌，去除殘留物，然后用環己烷分散處理，得到所述的稀土摻雜 氟化鈰納米晶體。

根據本發明的另一個方面，提供一種上述制備的稀土摻雜氟化鈰納米晶 Ce_0.74F₃:0.2Yb/xTm/(0.06-x)Tb的表面改性方法，所述表面改性方法是將該稀土摻 雜氟化鈰納米晶從油溶性改性為水溶性的改性方法，所述方法包括：

(1)向環己烷分散的摻雜氟化鈰納米晶中添加十二烷基磺酸鈉水溶液；

(2)進行超聲分散和攪拌；