一种微细稀土钼酸盐上转换发光材料的制备方法及应用

技术领域

本发明属于上转换发光材料技术领域，具体涉及一种微细稀土钼酸盐上转换发光材料的制备方法及应用。

背景技术

上转换发光材料可在红外激光激发下发射出可见光，它所具有的特殊性质使其在光纤通信、红外探测、生物标记、防伪、显示等领域具有广阔的应用前景。对于上转换发光材料的实际应用来说，基质材料的选取尤为关键。研究表明，声子能较低的基质具有较高的上转换发光效率。根据报道，卤化物和硫化物具有较低的声子能，目前高效的上转换材料大部分以卤化物和硫化物作为基质。但卤化物和硫化物的化学稳定性和机械加工性能较差，且在生产过程中污染严重。相比之下，氧化物大部分无毒且化学性质非常稳定，是上转换基质材料的理想选择。其中，稀土钼酸盐Ln

目前，国内外已经有关于制备稀土掺杂Ln

发明内容

针对上述现状，本发明的目的在于提供了一种制备小尺寸、形貌规则、分散性好的稀土离子掺杂钼酸盐基质上转换发光材料的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种微细稀土钼酸盐上转换发光材料，以Ln

进一步地，所述发光材料为类球形，粒径≤1.5μm。

本发明另一方面提供一种上述发光材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)按掺杂比例称取基质稀土硝酸盐、激活剂稀土硝酸盐和敏化剂稀土硝酸盐，溶于水，形成溶液A；

2)称取尿素，溶于水中，形成溶液B；

3)将溶液A经水浴预先升温至60-80℃，随后将溶液B倒入溶液A中，形成混合溶液C，将混合溶液C温度升至80-95℃，当观察到混合溶液出现淡蓝色混浊后，继续熟化30-90min；

4)熟化结束后，离心分离出沉淀，并先后经纯净水洗涤三次、乙醇洗涤一次后，于40℃下干燥12h，将干燥后的沉淀于600-800℃煅烧1h，得到稀土氧化物前驱体；

5)按钼酸盐化学式Ln

进一步地，所述基质稀土硝酸盐、激活剂稀土硝酸盐和敏化剂稀土硝酸盐的摩尔数之和与尿素的摩尔数之比为1:10～1:200。

进一步地，所述混合溶液C中，稀土阳离子的总浓度为0.001-1mol/L。

进一步地，所述基质稀土硝酸盐包括硝酸钇、硝酸钆、硝酸镧、硝酸镥；所述敏化剂稀土硝酸盐包括硝酸镱、硝酸钕中的一种或两种；所述激活剂稀土硝酸盐包括硝酸铒、硝酸钬、硝酸铥、硝酸镨、硝酸钐中的一种或几种。

本发明再一方面提供一种上述发光材料的应用，可应用于体外生物成像领域。

本发明的有益效果是：

本发明所述方法可制备出微细稀土掺杂Ln

附图说明

图1为实施例1所制备的Yb

图2为实施例1所制备目标样品1以及Y

图3为实施例1所制备目标样品1的SEM图片；

图4为实施例1所制备目标样品1在980nm激光器激发下的发射光谱；

图5为实施例2所制备目标样品2的SEM图片；

图6为实施例2所制备目标样品2在980nm激光器激发下的发射光谱；

图7为实施例3中不同样品在980nm激光器激发下的发射光谱；

图8为实施例4所制备的目标样品4在980nm激光器激发下的发射光谱；

图9为实施例5中不同样品在980nm激光器激发下的发射光谱。

具体实施方式

下面实施例用于对本发明的技术方案进行清楚、详细的描述，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

Y

1)按照化学计量比称取硝酸钇、硝酸镱、硝酸铒，使稀土阳离子总量达到0.016mol，并与适量纯净水配制成800ml水溶液，记做溶液A；

2)称取96g尿素，并溶于320ml纯净水中，记做溶液B，溶液A和溶液B均经滤纸过滤，以除去溶液中的杂质；

3)将溶液A经水浴预先升温至60℃，随后将溶液B和适量经滤纸过滤后的纯净水倒入A中，配制成总体积为1.6L的混合溶液，并将混合溶液温度升至82℃，当观察到混合溶液出现淡蓝色混浊后，继续熟化45min；

4)熟化结束后，将盛有混合溶液的烧杯从水浴中取出，并置于冷水中降温，随后对溶液进行离心分离(4500rmp×5min)，并沉淀先后经纯净水洗涤三次异丙醇洗涤一次后，于40℃下干燥12h得到白色粉末，将该白色粉末经700℃煅烧1小时，得到白色Yb

5)按化学计量比称取上述稀土氧化物前驱体和(NH

图1为Y

图2为目标样品1的X射线衍射图谱(XRD)，从图中可以看出，样品的XRD衍射峰与Y

图3为目标样品1的SEM图片，从图中可以看出，所制备的稀土掺杂钼酸钇的平均粒径约为1.5μm，且粒子形貌规则，呈类球形，分散性好，非常有利于实际应用。

图4为实施例1所制备目标样品1在980nm激光器激发下的发射光谱，可以看出该样品主要呈现位于510-575nm的绿光发射，且绿光色纯度较高。

实施例2

Gd

1)按照化学计量比称取硝酸钆、硝酸镱、硝酸铥，使稀土阳离子总量达到0.016mol，并与适量纯净水配制成800ml水溶液，记做溶液A；

2)称取96g尿素，并溶于320ml纯净水中，记做溶液B，溶液A和溶液B均经滤纸过滤，以除去溶液中的杂质；

3)将溶液A经水浴预先升温至60℃，随后将溶液B和适量经滤纸过滤后的纯净水倒入A中，配制成总体积为1.6L的混合溶液，并将混合溶液温度升至82℃。当观察到混合溶液出现淡蓝色混浊后，继续熟化30min；

4)熟化结束后，将盛有混合溶液的烧杯从水浴中取出，并置于冷水中降温。随后对溶液进行离心分离(4500rmp×5min)，并沉淀先后经纯净水洗涤三次异丙醇洗涤一次后，于40℃下干燥12h得到白色粉末，将该白色粉末经600℃煅烧1小时，得到白色Yb

5)按化学计量比称取上述稀土氧化物前驱体和(NH

图5为目标样品2的SEM图片，从图中可以看出，所制备的稀土掺杂钼酸钆的平均粒径约为1.3μm，且粒子呈类球形，分散性好。

图6为实施例2所制备目标样品2在980nm激光器激发下的发射光谱。可以看出，在980nm激发下目标样品2的发射光谱呈现了分别在450-510nm的蓝光、620-670nm的红光和760-840nm的近红外发射。

实施例3

Gd

表1

图7为实施例3中不同样品在980nm激光器激发下的发射光谱。从图中可以看出，随着Yb

实施例4

Gd

1)按照化学计量比称取硝酸钆、硝酸镱、硝酸铒、硝酸铥，使稀土阳离子总量达到0.016mol，并与适量纯净水配制成800ml水溶液，记做溶液A；

2)称取96g尿素，并溶于320ml纯净水中，记做溶液B，溶液A和溶液B均经滤纸过滤，以除去溶液中的杂质；

3)将溶液A经水浴预先升温至60℃，随后将溶液B和适量经滤纸过滤后的纯净水倒入A中，配制成总体积为1.6L的混合溶液，并将混合溶液温度升至82℃，当观察到混合溶液出现淡蓝色混浊后，继续熟化30min；

4)熟化结束后，将盛有混合溶液的烧杯从水浴中取出，并置于冷水中降温。随后对溶液进行离心分离(4500rmp×5min)，并沉淀先后经纯净水洗涤三次异丙醇洗涤一次后，于40℃下干燥12h得到白色粉末，将该白色粉末经600℃煅烧1小时，得到白色Yb

5)按化学计量比称取上述稀土氧化物前驱体和(NH

图8为实施例4所制备的目标样品4在980nm激光器激发下的发射光谱。从图中可以看出，在980nm激发下目标样品4的发射光谱呈现了分别在450-510nm的蓝光、515-575nm的绿光、620-670nm的红光和760-840nm的近红外发射。

实施例5

Gd

表2

图9为实施例5中不同样品在980nm激光器激发下的发射光谱。从图中可以看出，随着Er