一种利用M制造技术

本发明专利技术涉及一种利用M

A utilization of M

【技术实现步骤摘要】
一种利用MxWO3增强的稀土掺杂NaYF4上转换发光材料及其制备方法
本专利技术涉及一种利用MxWO3增强的稀土掺杂NaYF4上转换发光材料及其制备方法，属于新材料

技术介绍
上转换发光材料是一种能吸收长波长(较低能量)光将其转换为短波长(较高能量)光的发光材料。上转换发光材料在光催化、太阳能电池、防伪及医用生物材料标记等方面具有广泛的应用前景。稀土离子掺杂的发光材料也被广泛应用于三维立体显示、红外探测、荧光标记、防伪识别、激光器和光放大器等方面。NaYF4是目前上转换发光效率较高的基质材料。研究表明，利用贵金属特殊的局域表面等离子共振效应可以提高上转换发光材料的发光强度。局域表面等离子共振是指当入射光线照射到由贵金属构成的纳米粒子时，若入射光子的频率与纳米粒子的振动频率或者金属岛传导电子的整体振动频率相匹配，贵金属纳米粒子或金属岛则会对光子表现出强烈的吸收现象。利用这一特性，将贵金属与上转换发光材料进行耦合可以达到增强上转换发光的目的。例如，利用Au纳米球或Ag@SiO2核壳结构与NaYF4耦合，均可使NaYF4：Yb,Er的发光强度有较大程度的提高。然而，Au、Ag等贵金属纳米粒子成本高，限制了其广泛的实际应用。钨青铜(MxWO3，M＝Li,Na,K,Rb,Cs,NH4)是一类具有非化学计量比的特殊功能材料，具有优异的近红外吸收和遮蔽性能，在太阳热能阻挡、建筑窗玻璃和汽车玻璃透明隔热节能领域具有广阔的应用前景。特别是，MxWO3因小极化子效应和等离子共振(LSPR)产生的近红外强烈吸收性能使其在太阳能集热器以及光热治疗领域引起了人们的广泛关注。
技术实现思路
本专利技术的目的在于获得一种非贵金属等离子体共振增强的上转换发光材料，特别是一种MxWO3等离子体共振增强的稀土掺杂NaYF4上转换复合发光材料。为实现上述目的，本专利技术采用以纳米MxWO3为核、NaYF4:aRe1,bRe2为壳的技术方案，即合成MxWO3@NaYF4:aRe1,bRe2核壳复合发光材料，所述MxWO3@NaYF4:aRe1,bRe2核壳复合发光材料的晶相组成以β-NaYF4为主晶相，并包含少量的NaF和MxWO3(x＝0.2～0.35)晶相。其中，M＝Li,Na,K,Rb,Cs,NH4；Re1＝Yb,Nd,Er等稀土元素，a＝2％～100％；Re2＝Er,Tm,Ho等稀土元素，b＝0.05％～10％；与纯稀土掺杂NaYF4发光材料相比，所述MxWO3@NaYF4:aRe1,bRe2核壳复合发光材料的发光强度大幅增强，呈现出MxWO3明显增强稀土掺杂NaYF4发光强度的特点。一种利用MxWO3增强的稀土掺杂NaYF4上转换发光材料的制备方法，将稀土Y盐溶液、稀土Re1盐溶液和稀土Re2盐溶液加入到反应釜中，混合均匀，再向其中加入柠檬酸三钠溶液，使溶液混合均匀后加入MxWO3粒子，超声分散均匀后加入NaF，搅拌获得反应液，将上述反应液在120～350℃下反应10～70h，反应结束后离心、洗涤，干燥，获得MxWO3@NaYF4:aRe1,bRe2核壳复合发光材料，MxWO3为核，NaYF4:aRe1,bRe2为壳，其中，M＝Li,Na,K,Rb,Cs,NH4，x＝0.2～0.35；Re1选自Yb,Nd,Er中的一种，a＝2％～100％；Re2选自Er,Tm,Ho中的一种，b＝0.05％～10％。优选地，所述方法包括热处理的步骤，将所得MxWO3@NaYF4:aRe1,bRe2核壳复合发光材料在250～800℃下热处理。热处理能够进一步提高其发光强度。进一步地，所述的稀土Y盐为Y的氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐或醋酸盐中的一种；所述Re1盐为Re1的的氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐或醋酸盐中的一种；所述Re2盐为Re2的的氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐或醋酸盐中的一种。更进一步地，所述稀土Y盐溶液的浓度为0.1～2.5mol/L；所述稀土Re1盐溶液浓度为0.1～2.0mol/L；所述稀土Re2盐溶液的浓度为0.05～2.0mol/L，且反应液中按原子摩尔比Y:Re1:Re2＝1：0.02～1：0.0005～0.1。进一步地，所述柠檬酸三钠溶液的浓度为0.25～3.5mol/L，稀土离子与柠檬酸三钠的摩尔比为Re3+：Na3Cit＝1:0.5～5。所述Re3+指溶液中Y3+、Re13+、Re23+离子的总和。进一步地，所述NaF与稀土离子的摩尔比为NaF：Re3+＝2～18:1。所述Re3+指溶液中Y3+、Re13+、Re23+离子的总和。进一步地，所述MxWO3粒子的加入量按下述方式确定：所述NaF与MxWO3的摩尔比为4～50:1。进一步地，所述MxWO3粒子按下述方法制得：按照摩尔比M:W＝0.2～0.35:1分别称取M盐和钨源，混合均匀后，放置于管式炉中，在500～850℃下，惰性气氛或还原性气氛中进行热处理10min～3h，然后随炉冷却至室温，获得深蓝色的MxWO3粉末，其中，M＝Li,Na,K,Rb,Cs,NH4；所述M盐为硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、氯化盐；所述钨源为钨酸、钨酸铵、钨酸钠、钨酸钾和氧化钨。上述技术方案中，优选所述加热温度为550～750℃；优选所述惰性气氛为N2、Ar气氛，还原性气氛为H2或NH4气氛或通过有机酸热分解产生的还原性气氛；优选所述热处理时间为30min～1.5h。本专利技术的另一目的提供由上述方法制得的利用MxWO3增强的稀土掺杂NaYF4上转换发光材料。利用MxWO3增强的稀土掺杂NaYF4上转换发光材料，所述材料具有核壳复合结构，MxWO3为核，NaYF4:aRe1,bRe2为壳，表示为MxWO3@NaYF4:aRe1,bRe2，其中，M＝Li,Na,K,Rb,Cs,NH4，x＝0.2～0.35；Re1选自Yb,Nd,Er中的一种，a＝2％～100％；Re2选自Er,Tm,Ho中的一种，b＝0.05％～10％。上述MxWO3@NaYF4:aRe1,bRe2核壳复合发光材料的晶相组成中主晶相为β-NaYF4晶体结构，并包含少量的NaF和MxWO3晶相。本专利技术的有益效果为：本专利技术利用MxWO3优异的等离子体共振和近红外吸收性能，能够使稀土掺杂NaYF4上转换发光材料的发光强度有极大程度的增强效果；而且，本专利技术以MxWO3为核、稀土掺杂NaYF4为壳的NaYF4:aRe1,bRe2核壳结构复合发光材料，既有利于发挥稀土掺杂NaYF4的上转换发光性能，又能够充分利用MxWO3优异的近红外吸收性能及其等离子共振增强效果，大幅提高稀土掺杂NaYF4上转换发光材料的发光性能。附图说明图1为实施例1～3与对比例1在980nm激光器0.1W激发时的荧光光谱，可以发现，与对比例1相比，实施例1～3所合成的MxWO3@NaYF4:aRe1,bRe2核壳结构复合发光材料上转换发光性能明显增强，特别是绿光的发光强度增强了2～5倍。由于CsxWO3粉体具有优异的近红本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用M

【技术特征摘要】
1.一种利用MxWO3增强的稀土掺杂NaYF4上转换发光材料的制备方法，其特征在于：
将稀土Y盐溶液、稀土Re1盐溶液和稀土Re2盐溶液加入到反应釜中，混合均匀，再向其中加入柠檬酸三钠溶液，使溶液混合均匀后加入MxWO3粒子，超声分散均匀后加入NaF，搅拌获得反应液，将上述反应液在120～350℃下反应10～70h，反应结束后离心、洗涤，干燥，获得MxWO3@NaYF4:aRe1,bRe2核壳复合发光材料，MxWO3为核，NaYF4:aRe1,bRe2为壳，
其中，M＝Li,Na,K,Rb,Cs,NH4，x＝0.2～0.35；Re1选自Yb,Nd,Er中的一种，a＝2％～100％；Re2选自Er,Tm,Ho中的一种，b＝0.05％～10％。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述稀土Y盐溶液的浓度为0.1～2.5mol/L；所述稀土Re1盐溶液浓度为0.1～2.0mol/L；所述稀土Re2盐溶液的浓度为0.05～2.0mol/L，且反应液中按原子摩尔比Y:Re1:Re2＝1：0.02～1：0.0005～0.1。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述柠檬酸三钠溶液的浓度为0.25～3.5mol/L，稀土离子与柠檬酸三钠的摩尔比为Re3+：Na3Cit＝1:0.5～5。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述NaF与稀土离子的摩尔比为NaF：Re3+＝2～18:1。


5.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬肖，史非，宋昕，邹智淳，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21