一种上转换发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种上转换发光材料及其制备方法，所述材料的化学通式为Zr1‑

【技术实现步骤摘要】
一种上转换发光材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料合成领域，特别涉及一种上转换发光材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]上转换发光材料是指能够吸收多个波长较长的低能量光子并将其转换成波长较短的高能量光子，即吸收近红外光发出可见光的材料。和常规的发光材料相比，上转换发光过程为非线性光学过程，使其具有独特的优点和价值。目前，上转换发光材料已经广泛应用于高性能蓝绿激光器、生物细胞光学成像、高效太阳能电池、温度传感器、3D成像等领域。目前，已经有多种氟化物基质的纳米上转换发光材料应用到小癌细胞成像、光热治疗等等方面。
[0003]然而，一方面，目前主流的上转换发光材料化学稳定性不够强、耐磨性和生物相容性较差；另一方面，目前主流的上转换发光材料的制备方法出品率低，成本高，合成材料的颗粒的粒径不均匀，且粒径偏大。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种上转换发光材料及其制备方法，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
[0005]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种上转换发光材料，包括：所述材料的化学通式为Zr1‑
x
‑
y
Ln
x
Yb
y
O2；其中，Ln为高纯稀土氧化物，所述高纯稀土氧化物含有Er、Yb、Ho、Pr、Eu中的一种或几种；所述化学通式中，0＜x≤0.10，0＜y≤0.30。
[0006]可选的，所述x＝0.02；y＝0.18。
[0007]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种上转换发光材料的制备方法，包括：根据化学式Zr1‑
x
‑
y
Ln
x
Yb
y
O2中的化学计量比，将ZrO2，Yb2O3以及高纯稀土氧化物均匀混合，获得第一材料；在所述第一材料中加入熔盐，混合获得第二材料；对所述第二材料进行煅烧处理后水洗，以及进行离心、烘干处理，获得上转换发光材料。
[0008]可选的，所述第一材料与所述熔盐的混合比例为1：1。
[0009]可选的，所述煅烧处理的温度为1000
‑
1400℃。
[0010]可选的，所述熔盐为NaCl和KCl中的至少一种。
[0011]可选的，所述熔盐中NaCl和KCl质量比为1：1。
[0012]可选的，所述对所述第二材料进行煅烧处理的步骤，包括：将所述第二材料研磨，于80摄氏度烘干两小时，以及在1000
‑
1400℃于空气气氛下烧结2
‑
6小时，以及自然降温到常温，获得第三材料；将所述第三材料放入洁净容器中并加入去离子水均匀混合，然后进行离心处理，保留底部的所述第三材料，重新加入去离子水进行混合并进行三次以上离心处理，获得第四材料；将所述第四材料于80
‑
120℃烘干，获得上转换发光材料。
[0013]可选的，所述煅烧处理的气氛为空气或纯氧。
[0014]可选的，将所述所述第二材料置于陶瓷舟或刚玉舟中再放入高温炉。
[0015]本专利技术实施例的创新点包括：
[0016]1、本专利技术提供一种上转换发光材料及其制备方法，所述材料以ZrO2为发光材料的基质，由于ZrO2具有很好的稳定性，耐磨性以及生物兼容性，因此所述材料也具备良好的稳定性，耐磨性以及生物兼容性，具有应用到生物医药、激光防伪等方面的潜力；可以通过熔盐含量和烧结温度对所述材料的粒径大小进行调控，合成材料的颗粒的粒径均匀。是本专利技术实施例的创新点之一。
[0017]2、本专利技术提供一种上转换发光材料及其制备方法，通过熔盐法可以大规模合成所述材料颗粒；本方法制备设备简单，成本低，方便、快捷。是本专利技术实施例的创新点之一。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术的一种上转换发光材料制备方法的流程图；
[0020]图2为实施例3中1200℃烧结得到的样品Zr
0.8
Ho
0.02
Yb
0.18
O2的X射线衍射(XRD)谱；
[0021]图3为实验例3中得到样品的扫描电子显微镜(SEM)形貌图；
[0022]图4为实施例4中1300℃得到的样品Zr
0.8
Ho
0.02
Yb
0.18
O2的XRD谱；
[0023]图5为实验例4中得到样品的SEM形貌图
[0024]图6为实施例3中得到的样品Zr
0.8
Ho
0.02
Yb
0.18
O2上转换发光光谱图；
[0025]图7为实施例4中得到的样品Zr
0.8
Er
0.02
Yb
0.18
O2上转换发光光谱图。
[0026]图8为实施例6中得到的样品Zr
0.8
Tm
0.02
Yb
0.18
O2上转换发光光谱图；
[0027]图9为实施例7中得到的样品Zr
0.8
Tb
0.02
Yb
0.18
O2上转换发光光谱图；
[0028]图10为实施例8中得到的样品Zr
0.8
Pr
0.01
Yb
0.18
O2上转换发光光谱图。
[0029]图11为实施例9中得到的样品Zr
0.8
Eu
0.02
Yb
0.18
O2上转换发光光谱图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，本专利技术实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、方法及装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0032]本专利技术提供了一种上转换发光材料，所述材料是以氧化锆(ZrO2)发光材料基质的一种稀土纳米材料；所述材料的化学通式为Zr1‑
x
‑
y
Ln
x
Yb
y
O2。
[0033]其中，Ln为高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上转换发光材料，其特征在于，包括：所述材料的化学通式为Zr1‑
x
‑
y
Ln
x
Yb
y
O2；其中，Ln为高纯稀土氧化物，所述高纯稀土氧化物含有Er、Yb、Ho、Pr、Eu中的一种或几种；所述化学通式中，0＜x≤0.10，0＜y≤0.30。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述x＝0.02；y＝0.18。3.一种上转换发光材料制备方法，其特征在于，所述方法包括：根据化学式Zr1‑
x
‑
y
Ln
x
Yb
y
O2中的化学计量比，将ZrO2，Yb2O3以及高纯稀土氧化物均匀混合，获得第一材料；在所述第一材料中加入熔盐，混合获得第二材料；对所述第二材料进行煅烧处理后水洗，以及进行离心、烘干处理，获得上转换发光材料。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一材料与所述熔盐的混合比例为1：1。5.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹华，陆阳，李勇航，林荻凡，朱江，芦泓宇，
申请(专利权)人：海南大学三亚研究院，
类型：发明
国别省市：