【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机发光材料，具体涉及一种基于nabif4:er3+/yb3+/lu3+的非接触式高灵敏度温敏材料及其应用。
技术介绍
1、温度作为一个常见的物理量，在工业，医疗，科学实验等领域都有重要的地位。随着时代的发展，温度探测技术也在不断的进步。传统的接触式测温技术已经渐渐不能满足时代的要求，非接触式测温技术正在蓬勃崛起。基于荧光特性的非接触式测温响应速度快，灵敏度高，抗干扰能力强，受环境影响小，近年来一直是发光材料研究的一个热门方向。稀土上转换发光纳米材料具有发射带窄、荧光寿命长、毒性低、反斯托克斯位移大、发光颜色可调、无生物组织自发荧光、无光漂白和闪烁等特点，这些优异的性质使其在温度探测领域具有潜在的应用前景。
2、从光学温度计上考虑，目前主流上转换发光材料基质是nayf4。虽然nayf4上转换发光效率高，但仍面临着成本高、合成复杂等问题，难以符合实际生产生活的需求，并且该类基质材料的上转换发光强度低，且在高温时易发生热猝灭，因此寻找新的上转换发光材料，开发具有强上转换发光和高上转换发光量子产率的新材料是稀土上转换发光材料的迫切需要。
3、从材料制备方法以及工艺的角度考虑，本专利技术提供一种基于nabif4:er3+/yb3+/lu3+的非接触式高灵敏度温敏材料，该类材料都是在实验室通过快速共沉淀方法制得的，该方法合成过程短，合成方法简单、且合成的纳米粒子尺寸均一且具有好的单分散性，非常适合工业化生产，并且具有良好的经济效益。
技术实现思路
1、针
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种基于nabif4:er3+/yb3+/lu3+的非接触式高灵敏度温敏材料及其应用。所述上转换发光温敏材料以nabif4为基质，其声子能量低，合成方法简单，成本低，且对环境友好，是目前研究较多的非稀土基质之一。er3+为激活剂，yb3+为敏化剂，lu3+的作用是调控激活剂周围的局域晶体场，增强上转换发光。在980nm激光激发下，nabif4:er3+/yb3+/lu3+在525nm(绿色)，545nm(绿色)产生发光，分别来自er3+离子2h11/2-4i15/2，4s3/2-4i15/2的跃迁发射。525nm发射峰、545nm发射峰强度的比值都与温度存在关系，可用来探测温度。此外，掺杂lu3+用来调控发光离子周围的局域晶体场环境，能够有效提高了er3+的上转换发光强度，合成的材料具有较高的测温灵敏度，具有潜在应用价值。
3、作为本专利技术光学温度计的领域，所述非接触式高灵敏度温敏材料的化学通式为:nabif4:2mol％er3+/20mol％yb3+/x mol％lu3+其中x为掺杂的lu3+的摩尔百分数，取0.5≤x≤3。
4、第二方面，本专利技术提供了一种上述非接触式高灵敏度温敏材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下:
5、(1)初始原料为高纯的bi(no3)3·5h2o、er(no3)3·5h2o、yb(no3)3·5h2o、lu(no3)3·5h2o、nano3和nh4f。按化学通式nabif4:2mol％er3+/20mol％yb3+/x mol％lu3+中对应元素的化学计量比称取各原料；其中x为掺杂的镥离子lu3+的摩尔百分数，取0.5≤x≤3；
6、(2)分别量取10ml和25ml的乙二醇倒入两个相同的烧杯a，b中，随后称取24mol的氟化铵并将其倒入装有10ml乙二醇的烧杯a中并置于600转速的恒温磁力搅拌器上。
7、(3)按化学计量比称取药品bi(no3)3·5h2o、er(no3)3·5h2o、yb(no3)3·5h2o、lu(no3)3·5h2o、nano3并倒入装有25ml乙二醇的烧杯b中，然后将其置于600转速的恒温磁力搅拌器上。
8、(4)待烧杯中的药品完全溶解后，将烧杯a的溶液缓缓倒入以600转速搅拌的烧杯b中，待反应1min后停止搅拌，转移至离心管中并用离心机分离出下层沉淀。
9、(5)倒出上层液体加入无水乙醇并摇晃使沉淀溶解在无水乙醇中，再置于离心机中分离出沉淀，如此循环三次后将离心管置于干燥箱中干燥6h，即可得到纯度较高的nabif4:er3+/yb3+/lu3+荧光粉。
10、作为本专利技术的制备方法的优选实施方案，其特征在于，所述步骤(3)中，所述原料的比例为bi(no3)3·5h2o:er(no3)3·5h2o:yb(no3)3·5h2o:lu(no3)3·5h2o:nano3:乙二醇＝0.780-x mmol:0.02mmol:0.2mmol:x mmol:2mmol:10ml，0.005≤x≤0.03；所述步骤(2)中，所述原料比例为nh4f:乙二醇＝24mmol:25ml。
11、作为本专利技术的制备方法的优选实施方案，所述步骤(4)中搅拌温度为常温，搅拌时间为15min，所述步骤(5)中搅拌温度为常温，搅拌时间为1min。
12、作为本专利技术的制备方法的优选实施方案，所述离心机转速为3000r/min，离心时间为3min，真空干燥箱温度为80℃，干燥时间为8h。
13、第三方面，本专利技术还提供了一种温敏材料的应用，具体采用波长980nm的红外激光照射所述的温敏上转换发光材料，通过测量所述的温度探针材料中的er3+离子各个发射峰荧光强度比来标定待测物温度。
14、第四方面，本专利技术还提供了一种温度探针，包含如权利要求1所述的温度探测材料。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：当采用980nm红外激光照射本专利技术的温敏材料时，呈现525nm(绿色)，545nm(绿色)二个荧光发射峰，根据发射峰强度的比值与温度呈指数函数关系，标定出荧光粉所处环境的温度。本专利技术还通过部分lu3+离子替代bi3+增强荧光发射峰强度，使得对待测物的温度检测灵敏度更高，具有非常高的潜在应用价值。另外本材料采用室温超快共沉淀法制得，操作简单，成本较低，易于工业化生产，且有良好的经济效益。
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1.一种基于NaBiF4:Er3+/Yb3+/Lu3+的非接触式高灵敏度温敏材料，其特征在于该温敏材料的化学通式为:NaBiF4:2mol％Er3+/20mol％Yb3+/x mol％Lu3+，其中x为Lu3+的摩尔百分数，取0.5≤x≤3.0；在980nm激光激发下，NaBiF4:Er3+/Yb3+/Lu3+在525nm(绿色)，545nm(绿色)产生发光，分别来自Er3+的2H11/2-4I15/2和4S3/2-4I15/2跃迁发射；当温度升高，发射峰的强度逐渐增加，其中525nm和545nm发射峰的强度比与温度存在一定关系，可用来探测温度。
2.一种如权利要求1所述的温敏材料，其特征在于，Lu3+的引入有效提高了上转换发光强度。
3.根据权利要求2所述的温敏材料，其特征在于x的范围是0.5-3.0。
4.根据权利要求1所述的一种基于NaBiF4:Er3+/Yb3+/Lu3+的非接触式高灵敏度光学温度计用于工业制造、航空航天、生命医疗等领域。
【技术特征摘要】
1.一种基于nabif4:er3+/yb3+/lu3+的非接触式高灵敏度温敏材料，其特征在于该温敏材料的化学通式为:nabif4:2mol％er3+/20mol％yb3+/x mol％lu3+，其中x为lu3+的摩尔百分数，取0.5≤x≤3.0；在980nm激光激发下，nabif4:er3+/yb3+/lu3+在525nm(绿色)，545nm(绿色)产生发光，分别来自er3+的2h11/2-4i15/2和4s3/2-4i15/2跃迁发射；当温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀玲，王麒锋，刘为振，傅保森，李泓儒，王晚秋，柏朝晖，卢利平，孙海鹰，米晓云，刘全生，唐赫，于小芳，王能利，
申请(专利权)人：长春理工大学重庆研究院，
类型：发明
国别省市：
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