一种Mg制造技术

本发明专利技术属于发光材料技术领域，具体涉及一种Mg

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料及其制备方法。
技术介绍
光致发光材料中，先吸收长波然后辐射出短波辐射的材料称为上转换材料。迄今为止，上转换材料主要是掺稀土元素的固体化合物，该化合物是利用镧系离子(Ln3+)能级间跃迁将近红外光转化为可见光或紫外光，从而实现上转换。上转换材料主要运用领域有全固态紧凑型激光器件、上转换荧光粉、三维立体显示、太阳能电池、光催化、生物医学等，其在生物医学方面的运用极具潜力，如DNA和生物分子的检测、标记细胞和组织以及光热治疗等，具有传统荧光材料(有机染料，量子点，碳纳米管，介孔氧化硅等)无法比拟的优势，主要表现在对组织损伤小、低的细胞毒性、弱的自荧光性、高的化学稳定性、低的光漂白、尖锐而窄的发射峰、大的斯托克斯位移、长的激发态寿命以及光稳定性好等方面。由于稀土掺杂上转换材料具有的优势和广泛的运用，已使其成为近年来广泛研究的热点。尽管上转换材料具有极好的物理化学特性，但目前仍不能很好地运用于生物医学方面，主要问题在于发光效率低以及合成尺度大，即使目前公认的发光效率最高的氟化钇钠上转换材料β-NaYF4:Yb3+，Er3+纳米晶的发光量子产率不足1％(Chem.Soc.Rev.2012,41,1323-1349；NanoLett.2014,14,3634-3639；Adv.Mater.2015,27,5528–5533)。如何得到高发光效率以及小尺度(<10nm)(Nat.Nanotechnol.2010,5(1),42–47)的上转换纳米晶对于合成来说是一种挑战。为了克服这个问题，实现小粒径下的高发光强度，在合成过程中掺杂杂质离子被证明是一种有效的方法(Adv.Mater.2013,25,3758–3779)。通过离子掺杂法调节晶体场的对称性，或者诱导基质的物相由立方相向六方相转变，从而改善上转换发射效率。例如，张课题组(Appl.Phys.Lett.2008,92；J.Phys.Chem.C2008,112,12030-12036.)证明Li+掺杂对Y2O3:Yb,Er上转换发光有重要增强作用，Cai(Nanoscale2012,4,77-784)等通过Li+掺杂NaGdF4分别获得了47和23倍的绿、红光增强。Nann和Wang(ACSNano2009,3,3804-3808)报道Li+掺杂NaYF4基质使Er3+的发光强度增加了30倍。再如，Wang等和Chen等(Nature2010,463,1061；Chem.Commun.2011,47,5801)报道Gd3+或者Ti4+掺入NaYF4基质中，促使其由立方相向六方相转变，极大的增强了荧光。另外，有的离子掺入不仅可以促进基质相变、晶体形貌改变、增强荧光，还能改变其颜色，如Mn2+掺入NaYF4:Yb,Er中极大地增强了红光/绿光比例，合理控制Mn2+掺杂浓度，可以控制颜色从绿光到红光的输出(Adv.Mater.2012,24,1226)。掺杂还能减少晶体的尺寸，促进其生物应用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，目的在于提供一种Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料及其制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料，其化学表达式为NaREF4:x％Mg2+，其中RE是由稀土敏化离子Yb3+、激活离子和基质离子组成，所述稀土敏化离子Yb3+、激活离子和基质离子的物质的量比为20：2：78×(1-x％)，所述x％为Mg2+取代基质离子的物质的量百分比，所述x的取值为0～100。上述方案中，所述激活离子为Er3+、Tm3+、或Ho3+，所述基质离子为Gd3+、Y3+、Lu3+、或La3+。上述Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料的制备方法，包括方案a和方案b，方案a的具体步骤如下：(1)将稀土氧化物、氧化镁和氢氧化钠固体一同放入容器中，加入少量去离子水，磁力搅拌条件下升温，在升温过程中，滴加三氟乙酸(CF3COOH)，数分钟后，固体完全溶解，得到透明溶液；(2)将步骤(1)所述透明溶液加热蒸干后得到固体，真空条件下，加入十八烯(ODE)和油酸(OA)并通入保护气，升温使固体溶解，随后保温反应一段时间得到黄色透明溶液A；(3)另取一容器，在其中加入十八烯(ODE)和油酸(OA)，在保护气下缓慢升温至反应温度，将步骤(2)所得黄色溶液A以一定速度注入到十八烯和油酸的混合物中，保温反应一段时间，待反应液缓慢冷却至室温后关闭保护气；(4)向反应液中加入乙醇，沉淀、离心后得到白色样品，然后用环己烷分散白色样品，再加入乙醇进行沉淀、离心洗涤，反复洗涤数次后，最后经真空干燥，得到白色固体粉末，即为Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料；方案b的具体步骤如下：(1)将稀土氧化物和氧化镁固体一同放入容器中，加入少量去离子水，磁力搅拌条件下升温，在升温过程中，滴加三氟乙酸(CF3COOH)，数分钟后，固体完全溶解，得到透明溶液1；将氢氧化钠放入另一容器中，加入少量去离子水，滴加三氟乙酸(CF3COOH)，数分钟后，固体完全溶解，得到透明溶液2；(2)将步骤(1)所述透明溶液1加热蒸干后得到固体，真空条件下，加入十八烯(ODE)和油酸(OA)并通入保护气，升温使固体溶解，随后保温反应一段时间，得到黄色透明溶液B；将步骤(2)所述透明溶液2加热蒸干后得到固体，真空条件下，加入十八烯(ODE)和油酸(OA)并通入保护气，升温使固体溶解，随后保温反应一段时间，得到黄色透明溶液C；(3)在保护气条件下，将B缓慢升温至反应温度，然后再将C以一定速度注入到黄色黄色溶液B中，保温反应一段时间，待反应液缓慢冷却至室温后关闭保护气；(4)向反应液中加入乙醇，沉淀、离心后得到白色样品，然后用环己烷分散白色样品，再加入乙醇进行沉淀、离心洗涤，反复洗涤数次后，最后经真空干燥，得到白色固体粉末，即为Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料。上述方案中，所述稀土氧化物由Yb2O3、稀土激活离子氧化物和稀土基质离子氧化物组成，所述稀土激活离子氧化物为氧化铒(Er2O3)、氧化铥(Tm2O3)、或氧化钬(Ho2O3)，所述稀土基质离子氧化物为氧化扎(Gd2O3)、氧化钇(Y2O3)、氧化撸(Lu2O3)、或氧化镧(La2O3)。上述方案中，所述Yb2O3、稀土激活离子氧化物、稀土基质离子氧化物和氧化镁的物质的量为20：2：78×(1-x％)：78×x％，其中x的取值为0～10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料，其特征在于，化学表达式为NaREF4:x%Mg2+，其中RE是由稀土敏化离子Yb3+、激活离子和基质离子组成，所述稀土敏化离子Yb3+、激活离子和基质离子的物质的量比为20：2：78×（1‑x%），所述x%为Mg2+取代基质离子的物质的量百分比，所述x的取值为30~100。

【技术特征摘要】
1.一种Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料，其特征在于，化学表达式为NaREF4:x%Mg2+，其中RE是由稀土敏化离子Yb3+、激活离子和基质离子组成，所述稀土敏化离子Yb3+、激活离子和基质离子的物质的量比为20：2：78×（1-x%），所述x%为Mg2+取代基质离子的物质的量百分比，所述x的取值为30~100。
2.根据权利要求1所述Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料，其特征在于，所述激活离子为Er3+、Tm3+、或Ho3+，所述基质离子为Gd3+、Y3+、Lu3+、或La3+。
3.权利要求1~2任一所述Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料的制备方法，其特征在于，包括方案a和方案b，
方案a的具体步骤如下：
（1）将稀土氧化物、氧化镁和氢氧化钠固体一同放入容器中，加入少量去离子水，磁力搅拌条件下升温，在升温过程中，滴加三氟乙酸（CF3COOH），数分钟后，固体完全溶解，得到透明溶液；
（2）将步骤（1）所述透明溶液加热蒸干后得到固体，真空条件下，加入十八烯和油酸并通入保护气，升温使固体溶解，随后保温反应一段时间，得到黄色透明溶液A；
（3）另取一容器，在其中加入十八烯和油酸，在保护气下缓慢升温至反应温度，将步骤（2）所得黄色溶液A以一定速度注入到十八烯和油酸的混合溶剂中，保温反应一段时间，待反应液缓慢冷却至室温后关闭保护气；
（4）向反应液中加入乙醇，沉淀、离心后得到白色样品，然后用环己烷分散白色样品，再加入乙醇进行沉淀、离心洗涤，反复洗涤数次后，最后经真空干燥，得到白色固体粉末，即为Mg2+掺杂NaREF4上转换荧光材料；
方案b的具体步骤如下：
（1）将稀土氧化物和氧化镁固体一同放入容器中，加入少量去离子水，磁力搅拌条件下升温，在升温过程中，滴加三氟乙酸，数分钟后，固体完全溶解，得到透明溶液1；将氢氧化钠放入另一容器中，加入少量去离子水，滴加三氟乙酸，数分钟后，固体完全溶解，得到透明溶液2；
（2）将步骤（1）所述透明溶液1加热蒸干后得到固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王友法，赵书文，姚忠盛，刘伟，王颖，陈恒，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42