[發明專利]一種釔鈰復合氧化物基上轉換發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710673233.1
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107523298B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 周永強;王樂慧;劉海濤
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為解決上轉換發光材料領域的氧化物基上轉換發光材料發光效率低，發光強度達不到實際應用要求的問題，本發明提供了一種釔鈰復合氧化物基上轉換發光材料及其制備方法。所述發光材料的化學式為Y_(2?x?y)RE_xYb_yCeO₅，其中：0.0002≤x≤0.035，0.01≤y≤0.25；其制備方法為：采用溶膠?凝膠法制備前驅體，經干燥、研磨后，于900～1300℃煅燒1～4h，獲得一系列摻稀土的釔鈰復合氧化物基上轉換發光材料。該發光材料具有制備工藝簡單，粉體顆粒小、物相單一、化學穩定性好、980nm紅外光激發下發光強度高等優點，已能夠滿足防偽技術等實際應用領域的要求，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一類980nm紅外光激發下高發光強度釔鈰復合氧化物基上轉換發光材料及其制備方法，屬于發光材料領域。

背景技術

上轉換發光材料是一種重要的發光材料，它可以將長波長的激發光通過多光子機制轉化為短波長的發射光。自20世紀60年代發現上轉換現象至今，上轉換已被廣泛地進行了研究，稀土離子摻雜的上轉換發光材料在上轉換激光器、光纖放大器、三維立體顯示、防偽識別、紅外成像、生物探測等領域都有著廣闊的應用前景。

上轉換發光材料根據基質組分的不同，大致可分為氟化物、氧化物、硫化物和鹵氧化物等上轉換發光材料。目前得到實際應用的主要是氟化物類上轉換材料，該類材料具有較低的聲子能量，較高的上轉換發光效率，但其化學穩定性和熱穩定性差，制備工藝復雜、制備過程中對環境有污染，生產成本高。

由于氟化物類上轉換材料存在著上述缺點，使人們把更多的注意力轉移到了具有制備工藝簡單、對環境污染小、化學穩定性和熱穩定性高等優點的氧化物為基質的上轉換發光材料的研究，例如在TiO₂為基質的上轉換材料方面：2011年范葉霞等人在光子學報發表了《鐿濃度對鈥鐿雙摻二氧化鈦上轉換發光的影響》；在ZnO，ZrO₂，Y₂O₃為基質的上轉換材料方面：中國專利CN102071013：《制備核殼結構的ZnO基上轉換發光材料的方法》，中國專利CN102952543：《銩鈥共摻氧化鋯上轉換熒光粉及其制備方法》，中國專利CN1687306：《以氧化釔為基質的納米級上轉換發光材料及其制備方法》等分別公開了一種ZnO，ZrO₂，Y₂O₃為基質的上轉換材料。但釔鈰復合氧化物基上轉換發光材料至今未有相關專利報道。

上轉換發光材料一般由基質、激活劑、敏化劑三部分組成。研究頗多的上轉換材料激活劑主要有稀土元素Er、Ho、Tm、Nd和Pr，有效的上轉換敏化劑主要是Yb。上轉換發光材料能否得到實際應用取決于它的物理、化學性能，尤其是發光性能。目前影響其發光性能的一個關鍵因素是基質材料的性質。

目前，TiO₂、ZnO、Al₂O₃、Y₂O₃、ZrO₂等氧化物基上轉換發光材料的上轉換效率較低，發光強度達不到實際應用要求。因此，尋找新的氧化物基質，研制高發光強度和高化學穩定性的可實際應用的氧化物基上轉換發光材料，對于推進新型上轉換發光材料的開發以及商業化應用具有重要的意義。

發明內容

為解決上轉換發光材料領域存在的氧化物基上轉換發光材料發光效率低，發光強度達不到實際應用要求的問題，尋找發光效率和強度較高的氧化物基上轉換發光材料，本發明提供了一種屬于發光材料領域的高發光強度釔鈰復合氧化物基上轉換發光材料及其制備方法。