Er制造技术

本发明专利技术属于无机发光材料技术领域，具体涉及近红外光激发的Er3+/Yb3+共掺杂氟铝酸钙绿色上转换发光材料及其制备方法。本发明专利技术采用高温固相法制备Er3+/Yb3+共掺杂氟铝酸钙，将高纯Er2O3、Yb2O3、Al2O3、CaF2和CaCO3原料按比例混合均匀后，烧结得到Er3+/Yb3+共掺杂氟铝酸钙发光材料。该发光材料在980纳米近红外光激发下发射位于550纳米左右的绿光，且上转换发光效率较高；本发明专利技术涉及的发光材料的稳定性好，对环境友好，成本低，可广泛应用于三维立体显示、生物分子荧光标记探针、光纤放大器等领域；本发明专利技术的制备方法易于操作和工业化生产，生产成本低。

Er

The invention belongs to the technical field of inorganic luminescent materials, in particular to Er3+/Yb3+ co-doped calcium fluoroaluminate green up-conversion luminescent material excited by near-infrared light and its preparation method. The method adopts high-temperature solid-state method to prepare Er3+/Yb3+ co-doped calcium fluoroaluminate, mixes high-purity Er2O3, Yb2O3, Al2O3, CaF2 and CaCO3 materials in proportion, and sinters Er3+/Yb3+ co-doped calcium fluoroaluminate luminescent material. The luminescent material emits green light around 550 nm under the excitation of 980 nm near infrared light, and has high up-conversion luminescent efficiency; the luminescent material of the invention has good stability, environmental friendliness and low cost, and can be widely used in the fields of three-dimensional display, biomolecular fluorescent labeling probe, fiber amplifier, etc. The preparation method of the invention is easy to operate and industrialized, and the production cost is low.

【技术实现步骤摘要】
Er3+/Yb3+共掺杂氟铝酸钙绿色上转换发光材料及其制备方法
本专利技术属于无机发光材料
，具体涉及Er3+/Yb3+共掺杂一种氟铝酸钙绿色上转换发光材料及其制备方法。
技术介绍
稀土离子掺杂的上转换发光材料把人眼不可见的近红外光转换成人们可以看到的可见光，斯托克斯位移大，不受背景光的干扰，可广泛应用于三维显示、激光防伪、生物成像、生物检测、药物载体和新型癌症光动力学治疗等方面。目前大多数高效率上转换发光材料都采用声子能量低的氟化物、硫化物和卤化物等基质，但是这些基质的热稳定性较差，易潮解，且不耐辐射，制备工艺也复杂，从而在一定程度上限制了上转换发光材料在很多特殊领域的推广应用。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术目的是制备一种稳定性好且能够实现近红外光激发的氟铝酸钙绿色上转换发光荧材料，该发光材料在近红外光激发下发出窄带绿光，可以克服氟化物热稳定性差的缺陷，有利于扩展上转换发光材料的应用领域。在可见光范围内，Er3+离子有2H11/2/4S3/2→4I15/2跃迁(530nm和550nm附近)产生的绿光和4F9/2→4I15/2跃迁(660nm附近)产生的红光两个发射带。通过改变Yb3+离子的掺杂浓度可调整绿光与红光的上转换发射强度，可得到不同红绿比的发射。本专利技术采用宽带隙氟铝酸钙作为掺杂的基质材料。由于其具有良好的化学稳定性及温度稳定性，且其禁带宽度大兼具氧化物的优良稳定性和氟化物的低声子能量，很适合做发光材料的基质。本专利技术采用高温固相法制备。本专利技术制备方法的具体步骤如下：(1)根据化学计量比分别称量高纯Er2O3、Yb2O3、Al2O3、CaF2和CaCO3原料，置于玛瑙研钵中，用无水乙醇做分散剂研磨，研磨是原料充分混合后烘干；(2)将烘干后的原料在800-900℃预烧1-3小时，再研磨1-2小时；(3)将混合充分的原料在空气气氛下1150-1300℃煅烧6-10小时；(4)研磨后，获得近红外光激发的Er3+/Yb3+共掺杂的氟铝酸钙上转换发光材料(Ca12Al14O32F2:Er,Yb)本专利技术的有益效果是：1.本专利技术采用传统高温固相法，制备工艺简单，可大规模生产，有较好的市场应用前景。2.本专利技术制备的Er3+/Yb3+共掺杂氟铝酸钙的激发范围在近红外范围主要集中在980纳米附近，该波长具有较强的组织穿透能力、对生物组织无损伤、无背景荧光的干扰，这些特性使其在三维显示、激光防伪、生物成像、生物检测、药物载体和新型癌症光动力学治疗等方面具有巨大的应用潜力。3.本专利技术的上转换发光材料，具备的优点如下：(1)本专利技术的上转换氟铝酸钙发光材料，在980纳米激发下，可以发射主峰位于550纳米的绿光，发光纯度高，性能稳定。(2)本专利技术的上转换发光材料基质热稳定性好，耐辐射，有利于拓展上转换发光材料在特殊领域的应用，例如宇宙空间和高温条件下的应用。(3)本专利技术的上转换发光材料的原料自然界中储量丰富，价格便宜，生产材料的成本低，制备样品的物相纯。(4)本专利技术制备工艺简单，产出高效，可重复性好，制备过程中无污染物排放，是一种环境友好的无机发光材料附图说明图1是本专利技术实施例1制备样品Ca11.98Al14O32F2:Er0.002/Yb0.018的X射线粉末衍射图谱。图2是本专利技术实施例1制备样品Ca11.98Al14O32F2:Er0.002/Yb0.018在980纳米近红外光激发下得到的上转换发光光谱图。具体实施方式按照
技术实现思路
中所给出的步骤值得多种掺杂浓度的Er3+/Yb3+共掺杂氟铝酸钙绿色上转换发光材料。实例1(1)称量CaCO3(99.99％)1.1771g、Al2O3(99.99％)0.71372g、CaF2(99.99％)0.07808g、Er2O3(99.99％)0.00459g、Yb2O3(99.99％)0.04256g，置于研钵中，用乙醇作为分散剂研磨，研磨使原料充分混合后烘干；(2)将烘干后的原料在850℃预烧2小时，再研磨1小时；(3)将混合充分的原料在空气气氛下1200℃煅烧10小时；(4)研磨后，获得近红外光激发的Er3+/Yb3+共掺杂的氟铝酸钙上转换发光材料(Ca11.98Al14O32F2:Er0.002/Yb0.018)实施例2(1)称量CaCO3(99.99％)1.1963g、Al2O3(99.99％)0.71372g、CaF2(99.99％)0.07808g、Er2O3(99.99％)0.00459g、Yb2O3(99.99％)0.047g，置于研钵中，用乙醇作为分散剂研磨，研磨使原料充分混合后烘干；(2)将烘干后的原料在900℃预烧2小时，再研磨1小时；(3)将混合充分的原料在空气气氛下1250℃煅烧6小时；(4)研磨后，获得近红外光激发的Er3+/Yb3+共掺杂的氟铝酸钙上转换发光材料(Ca11.996Al14O32F2:Er0.002/Yb0.002)实例3(1)称量CaCO3(99.99％)2.3494g、Al2O3(99.99％)1.42744g、CaF2(99.99％)0.15616g、Er2O3(99.99％)0.00918g、Yb2O3(99.99％)0.0946g，置于研钵中，用乙醇作为分散剂研磨，研磨是原料充分混合后烘干；(2)将烘干后的原料在850℃预烧2小时，再研磨1小时；(3)将混合充分的原料在空气气氛下1300℃煅烧10小时；(4)研磨后，获得近红外光激发的Er3+/Yb3+共掺杂的氟铝酸钙上转换发光材料(Ca11.978Al14O32F2:Er0.002/Yb0.02)实例4(1)称量CaCO3(99.99％)1.1867g、Al2O3(99.99％)0.71372g、CaF2(99.99％)0.07808g、Er2O3(99.99％)0.00459g、Yb2O3(99.99％)0.0236g，置于研钵中，用乙醇作为分散剂研磨，研磨是原料充分混合后烘干；(2)将烘干后的原料在900℃预烧2小时，再研磨1小时；(3)将混合充分的原料在空气气氛下1200℃煅烧8小时；(4)研磨后，获得近红外光激发的Er3+/Yb3+共掺杂的氟铝酸钙上转换发光材料(Ca11.988Al14O32F2:Er0.002/Yb0.010)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.近红外光激发的Er3+/Yb3+共掺杂氟铝酸钙绿色上转换发光材料，其特征在于：该材料的化学式是Ca12‑x‑yAl14O32F2:Erx/Yby，其中x为铒离子掺杂的摩尔比，y为镱离子掺杂的摩尔比，0.001≤x≤0.005，0.01≤y≤0.05。

【技术特征摘要】
1.近红外光激发的Er3+/Yb3+共掺杂氟铝酸钙绿色上转换发光材料，其特征在于：该材料的化学式是Ca12-x-yAl14O32F2:Erx/Yby，其中x为铒离子掺杂的摩尔比，y为镱离子掺杂的摩尔比，0.001≤x≤0.005，0.01≤y≤0.05。2.根据权利要求1所述的近红外光激发的Er3+/Yb3+共掺杂氟铝酸钙绿色上转换发光材料的制备方法，可以采用高温固相法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）按化学式Ca12-x-yAl14O32F2:Erx/Yby中各元素的化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀玲，郭艳艳，刘为振，王鑫，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22