基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料及制备方法技术

一种基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料及制备方法。材料的化学式为SrBi

【技术实现步骤摘要】
基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料及制备方法
本专利技术属于稀土基上转换发光材料
，具体涉及一种基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料及制备方法。
技术介绍
目前，具有可逆发光调控能力的上转换发光材料因其在数据存储、光学开关、可擦写纸和多色显示器等方面具有广泛的应用前景而备受人们关注。光致变色通常是一种可逆过程，因而可以尝试利用该过程来调控某些材料的发光性能。迄今为止，科研人员对光致变色材料的研究大多集中于有机物，比如亚砜、二苯乙烯衍生物、腙类化合物、斯坦豪斯化合物、邻硝基苄基衍生物等。然而，大多数有机物材料热稳定性能差，且对环境有毒，因此限制了它们的应用。与有机光致变色材料相比，无机光致变色材料具有许多优势，比如化学稳定性好、机械强度高、抗氧化能力强等。然而，现存在的无机光致变色材料相对较少，性能也不是太理想，尤其是能基于光致变色效应实现上转换发光可逆调控的材料更少。为满足未来高性能动态调控光电器件的需求，这就需要科研工作者专利技术能实现上转换发光有效调控的新材料或新途径。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料及制备方法。为了达到上述目的，本专利技术提供的基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料是化学式为SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15的陶瓷材料，其中，x＝0.005、0.02、0.05或0.1。本专利技术提供的基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料的制备方法是以SrCO3、Bi2O3、Yb2O3、Ho2O3和TiO2作为原料，将上述原料按比例进行混合，以无水乙醇作为溶剂，在球磨机中研磨成混合均匀的粉末，之后将粉末进行干燥，并于1050℃下进行预烧；然后将预烧后的粉末再次进行研磨，加入粘合剂并造粒，压片后在1100℃下进行烧结，冷却到室温，经碳化硅表面抛光减薄后，获得属于上转换发光可逆调控材料的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15陶瓷材料，其中，x＝0.005、0.02、0.05或0.1。所述的SrCO3、Bi2O3、Yb2O3、Ho2O3和TiO2的质量比如下：当x＝0.005时，质量比为1/6.1470/0.0064/0.1322/2.1641；当x＝0.02时，质量比为1/6.1234/0.0254/0.1322/2.1641；当x＝0.05时，质量比为1/6.0760/0.0634/0.1322/2.1641；当x＝0.1时，质量比为1/5.9971/0.1269/0.1322/2.1641。所述的球磨机采用行星式球磨机。所述的球磨机中的研磨时间为24h。所述的预烧时间为5小时。所述的烧结时间为3小时。所述的粘合剂采用聚乙烯醇缩丁醛酯。本专利技术提供的基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料及制备方法具有如下优点和特点：1、以SrCO3、Bi2O3、Yb2O3、Ho2O3和TiO2作为原料，并利用简单高温固相反应法而制备出SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15陶瓷材料。2、在980纳米近红外光激发下，SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15陶瓷材料展现出明亮的绿光发射与相对较弱的红光发射，均属于两光子上转换过程。3、研究表明SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15陶瓷材料被近紫外光辐照一定时间后，材料漫反射谱强度明显降低，样品颜色发生变化，与之对应材料上转换发光强度相比于辐照前显著降低。4、在980纳米近红外光激发下，SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15陶瓷材料辐照前后上转换绿光峰强度调控率最高约为74％。5、辐照后的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15陶瓷材料在200℃下加热1分钟后，材料颜色恢复到辐照前的初态，上转换发光也恢复到辐照前的状态。6、研究表明，连续交替辐照与加热能实现对SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15陶瓷材料上转换发光的可逆有效调控。附图说明图1是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.005、0.02、0.05或0.1)陶瓷材料的X射线衍射图谱。图2是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.005、0.02、0.05或0.1)陶瓷材料在980纳米近红外光激发下的室温上转换发射谱。图3是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.02)陶瓷材料在不同980纳米激发光功率下上转换发射光谱。图4是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.02)陶瓷材料上转换绿光发射与红光发射强度的对数随激发功率的对数变化关系。图5是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.005、0.02、0.05或0.1)陶瓷材料在405纳米近紫外光辐照前后的上转换发射光谱。图6是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.005)陶瓷材料在近紫外光辐照前后的漫反射光谱。图7是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.02)陶瓷材料在近紫外光辐照前后的漫反射光谱。图8是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.05)陶瓷材料在近紫外光辐照前后的漫反射光谱。图9是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x0.1)陶瓷材料在近紫外光辐照前后的漫反射光谱。图10是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.02)陶瓷材料表面照片。图11是405纳米近紫外光照射时间对本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.005、0.02、0.05或0.1)陶瓷材料上转换发光调控率R的影响图12是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.005)陶瓷材料在405纳米辐照与200℃热处理交替作用下调控率R随测试循环次数N的变化关系。图13是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.02)陶瓷材料在405纳米辐照与200℃热处理交替作用下调控率R随测试循环次数N的变化关系。图14是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.05)陶瓷材料在405纳米辐照与200℃热处理交替作用下调控率R随测试循环次数N的变化关系。图15是本专利技术实施例提供的SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15(x＝0.1)陶瓷材料在405纳米辐照与200℃热处理交替作用下调控率R随测试循环次数N的变化关系。具体实施方式现结合具体实施例对本专利技术做进一步地描述：实施例1:本实施例提供的上转换发光可逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料，其特征在于：所述上转换发光可逆调控材料是化学式为SrBi

【技术特征摘要】
1.一种基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料，其特征在于：所述上转换发光可逆调控材料是化学式为SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15的陶瓷材料，其中，x＝0.005、0.02、0.05或0.1。


2.一种如权利要求1所述基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法是以SrCO3、Bi2O3、Yb2O3、Ho2O3和TiO2作为原料，将上述原料按比例进行混合，以无水乙醇作为溶剂，在球磨机中研磨成混合均匀的粉末，之后将粉末进行干燥，并于1050℃下进行预烧；然后将预烧后的粉末再次进行研磨，加入粘合剂并造粒，压片后在1100℃下进行烧结，冷却到室温，经碳化硅表面抛光减薄后，获得基于光致变色效应的上转换发光可逆调控SrBi3.9-xHoxYb0.1Ti4O15陶瓷材料，其中，x＝0.005、0.02、0.05或0.1。


3.根据权利要求2所述的基于光致变色效应的上转换发光可逆调控材料的制备方法，其特征在于：所述的SrCO3、Bi2O3、Yb2O3、Ho2O3和TiO2的质量比如下：
当x＝0.005时，质量比为1/6.1470...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏通，杨丰铭，申灵慧，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津;12