一种Gd2Ti2O7体系无机发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于无机发光材料领域。一种无机发光材料，该无机发光材料的分子式为Yb/Eu/Er:Gd2Ti2O7，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为10~30%，Eu的掺杂量为1~10%，Er的掺杂量为0.001~0.01%；所述的无机发光材料在980nm激发条件下能得到Er

An inorganic luminescent material of Gd2Ti2O7 system and its preparation method

The invention belongs to the field of inorganic luminescent materials. An inorganic luminescent material, the molecular formula of the inorganic luminescent material is Yb/Eu/Er:Gd2Ti2O7, in which the molar percentage of Yb is 10~30%, the doping amount of Eu is 1~10%, and the doping amount of Er is 0.001~0.01%; the inorganic luminescent material can get Er under the excitation of 980nm.

【技术实现步骤摘要】
一种Gd2Ti2O7体系无机发光材料及其制备方法
本专利技术属于无机发光材料领域。
技术介绍
光学防伪标签是将特殊的荧光材料设计成图案或文字，然后在外界光源照射下通过肉眼或者专业仪器进行识别，其中，荧光材料的光学特点决定了防伪标签被仿制和复制的难易程度。稀土离子具有丰富的能级结构，能够实现不同颜色的发光，例如通过共掺Yb/Er,在980nm激光激发条件下，能够得到Er3+的绿光发射，通过共掺Ce/Eu，在紫外灯照射下，能够得到Eu3+的红光发射。然而，这些稀土离子常见的荧光特点很容易被模仿，不易直接应用于光学防伪标签材料。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种Gd2Ti2O7体系无机发光材料，本专利技术的第二个目的是提供上述的无机发光材料的制备方法，本专利技术的无机发光材料能够在不同波段激发条件下得到具有不同谱形的红光实现防伪。为了实现上述的第一个目的，本专利技术采用了以下的技术方案：一种Gd2Ti2O7体系无机发光材料，该无机发光材料的分子式为Yb/Eu/Er:Gd2Ti2O7，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为10~30%，Eu的掺杂量为1~10%，Er的掺杂量为0.001~0.01%；所述的无机发光材料在980nm激发条件下能得到Er3+离子的近似单谱带上转换红光发射，在361nm，393nm，414nm，465nm氙灯激发下，得到Eu3+的下转换红光发射。作为优选，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为15~25%，Eu的掺杂量为3~8%，Er的掺杂量为0.002~0.008%。作为再优选，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为18~22%，Eu的掺杂量为4~6%，Er的掺杂量为0.004~0.006%。为了实现上述的第二个目的，本专利技术采用了以下的技术方案：一种制备所述的Gd2Ti2O7体系无机发光材料的制备方法，该方法包括以下的步骤：1）将（10-25）%毫摩尔硝酸钆，（2-9）%毫摩尔硝酸镱，（0.5-4）%毫摩尔硝酸铕，（0.2-0.5）%毫摩尔硝酸铒，与（20-30）%毫摩尔柠檬酸加入到（4-10）毫升乙醇中，搅拌30-60分钟得到透明溶液A；2）将（40-50）%毫摩尔钛酸四丁酯加入到A溶液中，继续搅拌30-60分钟；3）将2）中的溶液在（40-60）℃保温（1-2）小时，直至得到干凝胶为止；4）将3）中所得干凝胶研磨（30-60）分钟后，放置于马弗炉中，并在（700-900）℃烧结（4-8）小时，随炉冷却后得到最终产物。所述的无机发光材料应用于光学防伪标签材料。本专利技术提出利用Yb/Eu/Er:Gd2Ti2O7体系能够在不同波段激发条件下得到具有不同谱形的红光实现防伪。该体系特点是：a、在980nm激光器激发条件下，利用稀土离子在该体系中团簇分布的特点实现Er3+离子近似单谱带的上转换红光发射；b、在361nm、393nm、414nm与465nm激发条件下，均可以得到Eu3+明亮的红光发射；c、由于体系能同时实现上下转换红光发射，且发射峰来源于不同的稀土离子，具有不同的谱形，而将多种稀土离子简单的混合在一些常见的基质体系中，由于稀土离子之间较大的无辐射交叉驰豫几率，难以同时实现上下转换发光，因而本专利技术利用的体系能够应用于防伪标签材料。本专利技术还公开了一种含锂Gd2Ti2O7体系无机发光材料，该无机发光材料的分子式为Yb/Eu/Er/Li:Gd2Ti2O7，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为10~30%，Eu的掺杂量为1~10%，Er的掺杂量为0.0001~0.01%，所述的Li的掺杂量为10~30%；所述的无机发光材料在980nm激发条件下能得到Er3+离子的近似单谱带上转换红光发射，在361nm，393nm，414nm，465nm氙灯激发下，得到Eu3+的下转换红光发射。作为优选，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为15~25%，Eu的掺杂量为3~8%，Er的掺杂量为0.0002~0.008%，所述的Li的掺杂量为15~25%。作为再优选，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为18~22%，Eu的掺杂量为4~6%，Er的掺杂量为0.0004~0.006%，所述的Li的掺杂量为18~22%。一种制备所述的Gd2Ti2O7体系无机发光材料的制备方法，该方法包括以下的步骤：1）将（10-25）%毫摩尔硝酸钆，（2-9）%毫摩尔硝酸镱，（0.5-4）%毫摩尔硝酸铕，（0-0.5）%毫摩尔硝酸铒，(5-10)%毫摩尔乙酸锂与（20-30）%毫摩尔柠檬酸加入到（4-10）毫升乙醇中，搅拌30-60分钟得到透明溶液A；2）将（40-50）%毫摩尔钛酸四丁酯加入到A溶液中，继续搅拌30-60分钟；3）将2）中的溶液在（40-60）℃保温（1-2）小时，直至得到干凝胶为止；4）将3）中所得干凝胶研磨（30-60）分钟后，放置于马弗炉中，并在（700-900）℃烧结（4-8）小时，随炉冷却后得到最终产物。所述的无机发光材料应用于光学防伪标签材料。本专利技术提出利用Yb/Eu/Er/Li:Gd2Ti2O7体系能够在不同波段激发条件下得到具有不同谱形的红光实现防伪。该体系特点是：a、在980nm激光器激发条件下，利用稀土离子在该体系中团簇分布的特点实现Er3+离子近似单谱带的上转换红光发射；b、在361nm、393nm、414nm与465nm激发条件下，均可以得到Eu3+明亮的红光发射；c、由于体系能同时实现上下转换红光发射，且发射峰来源于不同的稀土离子，具有不同的谱形;d、由于Li+离子的引入极大地增加了上转换荧光强度，原料中无需添加硝酸铒，利用硝酸镱中的痕量Er3+即可实现发光，而通常将多种稀土离子共掺基质中，由于稀土离子之间较大的无辐射交叉驰豫几率，难以同时实现高效率的上下转换发光。以上特点表明本专利技术利用的体系能够应用于防伪标签材料。本专利技术还公开了一种无机发光元件，采用上述的无机发光材料（（该无机发光材料可以为上述的结构式为Yb/Eu/Er:Gd2Ti2O7和Yb/Eu/Er/Li:Gd2Ti2O7中的一种或两种混合，下文所述的无机发光材料均为两种结构式中的一种或两种混合））制成的基片。本专利技术还公开了一种无机发光元件，包括基底和附着在基底上的无机发光薄膜，所述的无机发光薄膜为上述的无机发光材料粉末或无机发光材料薄片。本专利技术还公开了一种无机发光元件，包括基底和附着在基底上的无机发光薄膜，所述的无机发光薄膜为无机发光材料粉末或无机发光材料薄片。作为优选，无机发光薄膜的厚度为1-10mm。本专利技术的基底，可以为刚性基底，也可以为柔性基底。作为优选，所述刚性基底可以选自玻璃、硅、钢铁、陶瓷、水泥、木材和石头，所述柔性基底可以选自PDMS(聚二甲基硅氧烷)膜、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜、PS(聚苯乙烯)膜、PU(聚氨酯)膜、PI(聚酰亚胺)膜和PVA(聚乙烯醇)薄膜。上述的无机发光元件制备方法，包括：将如上所述的无机发光材料粉末颗粒的悬浮液涂覆于如上所述的基底上。尽管将如上所述的无机发光材料粉末颗粒悬浮液溶剂中制备成悬浮液，然后涂覆于所述基底上即可制备出满足本专利技术要求的发光元件，但当所述悬浮液中还含有高分子物质时，最终所制备的发光元件的灵敏度和精准度会得到进一步提升。所述无机发光材料粉末颗粒的含量也可以在较宽的范围内变化，优选情况下，基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Gd2Ti2O7体系无机发光材料，其特征在于，该无机发光材料的分子式为Yb/Eu/Er: Gd2Ti2O7，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为10~30%，Eu的掺杂量为1~10%，Er的掺杂量为0.001~0.01%；所述的无机发光材料在980nm激发条件下能得到Er

【技术特征摘要】
1.一种Gd2Ti2O7体系无机发光材料，其特征在于，该无机发光材料的分子式为Yb/Eu/Er:Gd2Ti2O7，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为10~30%，Eu的掺杂量为1~10%，Er的掺杂量为0.001~0.01%；所述的无机发光材料在980nm激发条件下能得到Er3+离子的近似单谱带上转换红光发射，在361nm，393nm，414nm，465nm氙灯激发下，得到Eu3+的下转换红光发射。2.根据权利要求1所述的一种Gd2Ti2O7体系无机发光材料，其特征在于，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为15~25%，Eu的掺杂量为3~8%，Er的掺杂量为0.002~0.008%。3.根据权利要求1所述的一种Gd2Ti2O7体系无机发光材料，其特征在于，以摩尔百分比计其中Yb的掺杂量为18~22%，Eu的掺杂量为4~6%，Er的掺杂量为0.004~0.006%。4.一种制备权利要求1~3任意一项项权利要求所述的Gd2Ti2O7体系无机发光材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：1）将（10-25）%毫摩尔硝酸钆，（2-9）%毫摩尔硝酸镱，（0.5-4）%毫摩尔硝酸铕，（0.2-0.5）%毫摩尔硝酸铒，与（20-30）%毫摩尔柠檬酸加入到（4-10）毫升乙醇中，搅拌30-60分钟得到透明溶液A；2）将（40-50）%毫摩尔钛酸四丁酯加入到A溶液中，继续搅拌30-60分钟；3）将2）中的溶液在（40-60）℃保温（1-2）小时，直至得到干凝胶为止；4）将3）中所得干凝胶研磨（30-60）分钟后，放置于马弗炉中，并在（700-900）℃烧结（4-8）小时，随炉冷却后得到最终产物。5.权利要求1~3任意一项项权利要求所述的无机发光材料应用于光学防伪标签材料。6.一种含锂Gd2Ti2O7体系无机发光材料，其特征在于，该无机发光材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨道救，
申请(专利权)人：杭州显庆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33