[發明專利]一種鋁酸鹽基高熱穩定性的綠色上轉換發光材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201911162372.3
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110846029A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 劉秀玲;劉為振;郭艷艷;葉鑫杰;薛曉夢;許慶戰;王瑞陽
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于無機發光材料技術領域，具體涉及近紅外光激發的一種鋁酸鹽基高熱穩定性的綠色上轉換發光材料及其制備方法。本發明采用高溫固相法制備Er³⁺/Yb³⁺共摻雜鋁酸鈣釓，將高純的CaCO₃、Al₂O₃、Gd₂O₃、Er₂O₃和Yb₂O₃原料按比例混合均為后，燒結得到Er³⁺/Yb³⁺共摻雜鋁酸鈣釓發光材料。該發光材料在980nm近紅外光激發下產生520?550nm左右的綠光發射，且上轉換發光熱穩定性高。本發明涉及的發光材料對環境友好，成本低，可廣泛應用于防偽材料、太陽能電池、三維顯示等領域。

技術領域

本發明屬于無機發光材料技術領域，具體涉及一種鋁酸鹽基高熱穩定性的綠色上轉換發光材料及其制備方法。

背景技術

稀土離子摻雜的上轉換發光材料把人眼不可見的近紅外光轉換成人們可以看到的可見光，具有斯托克斯位移大，不受背景光的干擾的優點，可廣泛應用于三維顯示、激光防偽、生物成像、生物檢測、藥物載體和新型癌癥光動力學治療等方面。目前大多數高效率上轉換發光材料都采用聲子能量低的氟化物、硫化物和鹵化物等基質，但是這些基質的熱穩定性較差，易潮解，且不耐輻射，制備工藝也復雜，從而在一定程度上限制了上轉換發光材料在很多特殊領域的推廣應用。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明目的是制備一種熱穩定性好能夠實現近紅外激發的鈣釓鋁酸綠色上轉換發光材料，該發光材料在近紅外光激發下發出窄帶綠光。

在可見光范圍內，Er³⁺離子有²H_11/2/⁴S_3/2→⁴I_15/2躍遷(530nm和550nm附近)產生的綠光和⁴F_9/2→⁴I_15/2躍遷(660nm附近)產生的紅光兩個發射帶。

本發明采用CaGdAl₃O₇作為摻雜的基質材料。其化學穩定性及熱穩定性比氟化物優異，而且CaGdAl₃O₇中,Gd³⁺和Ca²⁺在同一個格位上交替分布，可被稀土離子有效取代而不產生雜質相，且能夠實現高濃度的Er³⁺，Yb³⁺離子摻雜，不產生濃度猝滅，很適合做發光材料的基質。

本發明采用高溫固相法制備。本發明制備方法的具體步驟如下：

(1)稱量高純Er₂O₃、Yb₂O₃、Al₂O₃、Gd₂O₃和CaCO₃原料，置于瑪瑙研缽中，用無水乙醇做分散劑研磨，研磨是原料充分混合后烘干；

(2)將烘干后的原料在900℃預燒3小時，再研磨1小時；

(3)將混合充分的原料在空氣氣氛下1300℃煅燒6小時；

(4)研磨后，獲得近紅外光激發的Er³⁺/Yb³⁺共摻CaGdAl₃O₇上轉換發光材料(CaGdAl₃O₇:Er³⁺,Yb³⁺)

本發明的有益效果是：