一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法，本发明专利技术属于荧光纳米材料制备技术领域，采用水热法进行制备，该方法的基本特点在于以去离子水和N‑甲基吡咯烷酮为溶剂，以六水氯化镱，六水氯化铥，六水氯化钇为原料混合搅拌后加入氟化钠，然后将此混合液加入反应釜，在140～180℃,12h的条件下进行热处理，直至其自然冷却至室温，并通过离心收集样品，再用去离子水和无水乙醇洗涤三次，制备出六方和立方混合相或纯六方相相四氟钇钠上转换荧光材料，在980nm的激光激发下，呈现出很强的荧光特性，其主发射峰在362nm,451nm,475nm。此方法操作简单，节能绿色环保，制备的产物荧光强度高，使用范围广，易于推广生产。

A preparation method of sodium tetrafluoroyttrium doped with Yb and Tm

The invention relates to a preparation method of sodium tetrafluoroyttrium doped with Yb and Tm, which belongs to the technical field of preparing fluorescent nanomaterials and is prepared by hydrothermal method. The basic characteristics of the method are that using deionized water and N_methyl pyrrolidone as solvents, using ytterbium chloride hexahydrate, thulium chloride hexahydrate and yttrium chloride hexahydrate as raw materials, mixing, adding sodium fluoride, and then mixing. The liquid was added to the reactor and heat-treated at 140-180 C for 12 hours until it cooled naturally to room temperature. The samples were collected by centrifugation and washed three times with deionized water and anhydrous ethanol. The up-conversion fluorescent materials of hexagonal and cubic mixed phase or pure hexagonal phase of sodium tetrafluoroyttrium yttrium were prepared. Under 980 nm laser excitation, the fluorescent properties were very strong, and the main emission peak was 3. 62nm, 451nm, 475nm. This method is simple to operate, energy-saving, green and environmental protection, high fluorescence intensity of the prepared products, wide range of use, easy to promote production.

【技术实现步骤摘要】
一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法
本专利技术属于荧光纳米材料制备领域，是一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠新的制备方法。
技术介绍
上转换荧光材料是一类反斯托克(Anti-Stokes)发光机制的发光材料，能够吸收两个或者两个以上的长波长、低能量光子转换为短波长、高能量光子的荧光材料。目前，上转换发光材料广泛用于太阳能电池、固体激光器、生物发光标签和透明防伪标签等诸多领域。基质材料主要是氧化物、硫化物、卤化物、硫氧化物和卤氧化物。其中，NaYF4是最理想的上转换发光基质材料。在不同条件下，制备的NaYF4具有两种晶体结构。因此，在材料制备中，NaYF4相组成的选择对高发光效率的优化具有重要意义。到目前为止，稀土掺杂上转换荧光材料的制备方法主要有高温热分解法、高温固相法、熔盐法、共沉淀法和水热、溶剂热法。其中高温热分解法对实验条件严格(需要无氧和无水的环境)和苛刻(反应时间长和温度高)，有毒副产物出现，产物具有疏水性；熔盐法和共沉淀法制备的四氟钇钠荧光强度差，制备过程需要高温处理，分散性差；共沉淀法的制备复杂，需要高温处理，产物易团聚。然而，通过水热/溶剂热方法具有所需反应温度低，绿色环保，制备的颗粒具有更好的水溶性，结晶高，纯度高，可以大量生产，产率高的优点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法，该制备方法，减少制备成本，制备过程安全绿色环保，产物分散性好，可以推广应用，以解决上述背景存在的问题。一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法，包括以下步骤：(1)取30mlN-甲基吡咯烷酮和20ml去离子水，使其混合搅拌20min；(2)将1.1mmolRCl3·6H2O(R代表Y、Yb和Tm)溶解于5ml去离子水中，加入倒入(1)中，搅拌60min；(3)称量554mgNaF溶于5ml的去离子中，倒入(2)中，搅拌1h；(4)将步骤(3)所得溶液倒入100ml聚四氟乙烯反应器中，置于140～180℃的烘箱中12h的恒温热处理；(5)待(4)冷却室温后，将其离心收集，经去离子水和无水乙醇洗涤三次，产品放入60℃的烘箱中，干燥12h，即得到NaYF4:Yb,Tm亚微米级颗粒。作为优选，本专利技术提供的一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法，选择廉价的去离子水作反应溶剂，选择能与水互溶的N-甲基吡咯烷酮作耦合剂；作为优选，本专利技术提供的一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法，选择YCl3·6H2O，YbCl3·6H2O和TmCl3·6H2O三种原料物质的量之比为70:30:0.5；作为优选，本专利技术提供的一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法，选择易溶于水的NaF作为制备NaYF4:Yb,Tm产物的原料；作为优选，本专利技术提供的一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法，在140～160℃条件下制备的是立方相四氟钇钠，160～180℃条件下制备的是六方相四氟钇钠本专利技术和现有的制备方法相比，其有益效果体现在操作简单、低温绿色环保，纯度高，荧光强度高，水溶性好，易于推广使用。附图说明图1是本专利技术实施例1所制得的掺有Yb、Tm的NaYF4的扫描电镜形貌图。图2是本专利技术实施例2所制得的掺有Yb、Tm的NaYF4的扫描电镜形貌图。图3是本专利技术实施例3所制得的掺有Yb、Tm的NaYF4的扫描电镜形貌图。图4是本专利技术实施例1所制得的掺有Yb、Tm的NaYF4的X射线衍射峰，为立方和六方混合相。图5是本专利技术实施例2所制得的掺有Yb、Tm的NaYF4的X射线衍射峰,为纯六方相。图6是本专利技术实施例3所制得的掺有Yb、Tm的NaYF4的X射线衍射峰,为纯六方相。图7是本专利技术实施例1、2、3所制得的掺有Yb、Tm的NaYF4的上转换荧光发射图(980nm激光激发下)。具体实施方式：下面将参考具体示例描述本专利技术的实现方法。实施例1本实例中的制备步骤如下：1)取30ml的N-甲基吡咯烷酮溶液溶于20ml的去离子水中，搅拌混合10min备用；2)取1.1mmolRCl3·6H2O溶于5ml去离子水中，其中YCl3·6H2O为0.2307g,YbCl3·6H2O为0.1263g,TmCl3·6H2O为0.0021g(Y、Yb和Tm的摩尔之比为70:30:0.5，将此溶液加入1)所得的液体中，搅拌混合30min备用；3)称量554mgNaF溶解于5ml去离子水中，然后加入2)中的混合液中搅拌30min；4)将3)中所得的的混合液体倒入反应釜中，并将其放入140℃温度环境下进行热处理12h；5)将反应釜的温度降至室温后，所得样品经离心洗涤，去离子水和无水乙醇洗涤3次。将其在60℃的烘箱中进一步干燥12h，制备出上转换的六方和立方混合相NaYF4的荧光纳米材料。实施例2本实例中的制备步骤如下：1)取30ml的N-甲基吡咯烷酮溶液溶于20ml的去离子水中，搅拌混合10min备用；2)取1.1mmolRCl3·6H2O溶于5ml去离子水中，其中YCl3·6H2O为0.2307g,YbCl3·6H2O为0.1263g,TmCl3·6H2O为0.0021g(Y，Yb和Tm的摩尔之比为70:30:0.5，将此溶液加入1)所得的液体中，混合备用；3)称量554mgNaF溶解于5ml去离子水中，然后加入2)中的混合液中搅拌30min；4)将3)中所得的的混合液体倒入反应釜中，并将其放入160℃温度环境下进行热处理12h；5)待反应釜的温度降到室温后将反应釜取出，经离心收集、去离子水和无水乙醇洗涤3次，再放入60℃烘箱中干燥12h,制备出纯六方相NaYF4的上转换荧光纳米材料。实施例3本实例中的制备步骤如下：1)取30ml的N-甲基吡咯烷酮溶液溶于20ml的去离子水中，搅拌混合10min备用；2)取1.1mmolRCl3·6H2O溶于5ml去离子水中，其中YCl3·6H2O为0.2307g,YbCl3·6H2O为0.1263g,TmCl3·6H2O为0.0021g(Y，Yb和Tm的摩尔之比为70:30:0.5，将此溶液加入1)所得的液体中，搅拌混合30min备用；3)称量554mgNaF溶解于5ml去离子水中，然后加入2)中的混合液中搅拌30min；4)将3)中所得的的混合液体倒入反应釜中，并将其放入180℃温度环境下进行热处理12h；5)待反应釜的温度降到室温后将反应釜取出，经离心收集、去离子水和无水乙醇洗涤3次，再放入60℃烘箱中干燥12h,制备出纯六方相NaYF4的上转换荧光纳米材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法，包括以下步骤：(1)取30mlN‑甲基吡咯烷酮和20ml去离子水，使其混合搅拌20min；(2)将1.1mmol RCl3·6H2O(R代表Y、Yb和Tm)溶解于5ml去离子水中，加入倒入(1)中，搅拌60min；(3)称量554mg NaF溶于5ml的去离子中，倒入(2)中，搅拌1h；(4)将步骤(3)所得溶液倒入100ml聚四氟乙烯反应器中，置于140～180℃的烘箱中12h的恒温热处理；(5)待(4)冷却室温后，将其离心收集，经去离子水和无水乙醇洗涤三次，产品放入60℃的烘箱中，干燥12h，即得到NaYF4:Yb,Tm亚微米级颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法，包括以下步骤：(1)取30mlN-甲基吡咯烷酮和20ml去离子水，使其混合搅拌20min；(2)将1.1mmolRCl3·6H2O(R代表Y、Yb和Tm)溶解于5ml去离子水中，加入倒入(1)中，搅拌60min；(3)称量554mgNaF溶于5ml的去离子中，倒入(2)中，搅拌1h；(4)将步骤(3)所得溶液倒入100ml聚四氟乙烯反应器中，置于140～180℃的烘箱中12h的恒温热处理；(5)待(4)冷却室温后，将其离心收集，经去离子水和无水乙醇洗涤三次，产品放入60℃的烘箱中，干燥12h，即得到NaYF4:Yb,Tm亚微米级颗粒。2.根据权利要求1所述的一种掺有Yb、Tm的四氟钇钠的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯朋朋，施佳利，陈青，陈彦达，田萧茹，韩蓉，汪奇鹏，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34