專利名稱：一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料，特別涉及一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒 光紅外上轉(zhuǎn)換材料。
技術(shù)背景上轉(zhuǎn)換材料是一種將長波長光轉(zhuǎn)換為短波長光輸出的材料。特別是將上轉(zhuǎn)換材料擴展成 一種把紅外光轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾挠行Р牧?，并且達(dá)到了實用的水平。目前，通過紅外上轉(zhuǎn)換方 式已能實現(xiàn)紅、綠、藍(lán)、紫等顏色的光的輸出，已有的發(fā)明專利包括紅色上轉(zhuǎn)換材料 (CN01138926. 5),藍(lán)色上轉(zhuǎn)換材料(CN01138927. 3 ),綠色上轉(zhuǎn)換材料(CN01138928. 1)等。對于某一種上轉(zhuǎn)換材料，通常的組合物包括基質(zhì)、發(fā)光中心和敏化劑。基質(zhì)一般是寬禁 帶的一元或多元氟化物、氧化物或氟氧化物晶體、玻璃，如LaF3、 YF3、 Y203、 LiYF4、 BaY2F8 晶體和ZrF4-BaF2-LaF3_NaF、 SiO廠PbF2玻璃等。發(fā)光中心則由化3+、 Er3+、 Tm3+、 Pr3+等離子構(gòu) 成。在紅外上轉(zhuǎn)換材料的制備中，通常采用Yb3+離子作為敏化劑，這是因為Yb3+離子在 930-lOOOnm較寬波長范圍內(nèi)具有的較強的吸收系數(shù)，而其能級結(jié)構(gòu)也相對簡單，Yb"離子吸 收能量后能有效地對其它稀土發(fā)光中心實現(xiàn)敏化，從而實現(xiàn)其它稀土發(fā)光中心的有效發(fā)光。 在以往的報道中，Yb3+離子通常作為敏化離子引入其它基質(zhì)中，以實現(xiàn)上轉(zhuǎn)換強度的增加。 但不足之處是，因Yb3+離子通常作為敏化離子單獨引入，其含量往往引入較低，最多不超過 50% (mol)，過高的Yb3+離子過去通常被認(rèn)為可以導(dǎo)致反向能量傳遞而使上轉(zhuǎn)換熒光淬滅。 事實上，這種隨著￥133+離子濃度增加而導(dǎo)致上轉(zhuǎn)換熒光的淬滅的事實已被證實，并長時間被 認(rèn)為是一條可靠的規(guī)律。不過，這一規(guī)律是在摻雜Yb"離子的極限濃度較低的情形下(一般 小于50%)得出的。在對此規(guī)律的進(jìn)一步研究中得知，在純的YbF3中摻入合適的發(fā)光中心(此 時的Yb^濃度己達(dá)95%，并且YbF3同時成為基質(zhì)材料)，反而會在一定程度上有效地抑制反 向能量傳遞，另一方面又能大大加強Yb3+_ Yb3+離子對的合作能量傳遞機率，從而高效地實現(xiàn) 上轉(zhuǎn)換。 發(fā)明內(nèi)容針對上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料， 它將YbF3作基質(zhì)和敏化劑，通過在純凈的YbF3中摻入Ho"、 Er3+、 Tm3+、 Pr3+四種離子中至少發(fā)光中心，實現(xiàn)多波長的高效上轉(zhuǎn)換熒光輸出而且組成成分簡單，合成 容易、穩(wěn)定性高、成本低。為解決上述任務(wù)， 一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料，它的敏化劑和基 質(zhì)是YbF"并在YbF3中摻雜Ho"、 Er3+、 Tm3+、 P,中的至少一種離子經(jīng)共沉淀和固相反應(yīng)制得 Ho3+、 Er3+、 Tm3+、 Pr3+中至少一種離子摻雜的YbF3，在930_990nm的近紅外光激發(fā)下，實現(xiàn)多 波段上轉(zhuǎn)換熒光輸出，所制備化合物的結(jié)構(gòu)式為MxYb卜xF3。其進(jìn)一步的措施是-化合物結(jié)構(gòu)式MxYb卜xF3中的M為Ho、 Er、 Tm、 Pr元素中的至少一種，摻入的Ho3+、 Er3+、 Tm3+、 Pr3+離子的摩爾總含量為0. 0005〉X<0. 09。 它按如下步驟制備(1)在YbF3中摻入Ho3+、 Er3+、 Tm3+、 Pr3+作為激活中心，將Ho、 Er、 Tm、 Pr以及Yb的 硝酸鹽Ho(N03)3、 Er (N03)3、 Tm(N03)3、 Pr(N03)3、 Yb (N03) 3的溶液或氯鹽HoCl3、 ErCl3、 TmCl3、 PrCl3、 YbCl3的溶液，按摻入的？103+、 Er3+、 Tm3+、 Pr3+離子的摩爾總含量為0. 0005〉X<0. 09 的比例混合，用NH4F或NH4HF2溶液作沉淀試劑，經(jīng)共沉淀法制備出前驅(qū)物粉體；(2)將上述前驅(qū)物粉體于600-750t在由NH4F (氟化氨)或NH4HF2 (氟化氫氨)分解提供 的HF (氟化氫)氣體保護(hù)條件下進(jìn)行煅燒1-3小時，得產(chǎn)品。本發(fā)明采用將YbF3既作基質(zhì)又作敏化劑材料，在純凈的YbF3中摻入Ho"、 Er3+、 Tm3+、 P, 作為激活中心，將Ho、 Er、 Tm、 Pr以及Yb的硝酸鹽溶液或氯鹽溶液，按摻入的Ho3+、 Er3+、 Tm:i+、 P +離子的摩爾總含量為0. 0005〉X<0. 09的比例混合，用NH4F或朋4冊2作沉淀試劑， 麗^或腿4冊2的用量以能保證充分沉淀為條件；通過共沉淀法制備出前驅(qū)物，將所制得的粉 體于一定溫度下在HF氣氛保護(hù)下進(jìn)行煅燒即得產(chǎn)品，HF氣氛由NH4F或NH4HF2高溫分解獲得； 即在管式爐中放入一定的NH4F或NH4HF2，隨樣品加熱，釋放HF氣體而獲得HF氣體保護(hù)的技 術(shù)方案，它既克服了該類氟化材料傳統(tǒng)的制備過程中需要繁雜的供應(yīng)HF氣體的專門裝置的缺 陷，又克服了傳統(tǒng)的YbF3只能單作敏化材料的不足。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是(1) 充分挖掘出YbF3在930-990nm紅外光激發(fā)下，可得到多波段熒光輸出的潛能；(2) 采用將YbF3既作基質(zhì)又作敏化劑材料可以滿足顯示、紅外探測、防偽、生物標(biāo)記等 領(lǐng)域?qū)Υ祟惒牧系男枨?，并能促進(jìn)此類材料領(lǐng)域研究的發(fā)展；(3) 組成成分簡單，工藝簡單、合成容易、穩(wěn)定性高、成本低。 本發(fā)明的材料可用于顯示、紅外探測、防偽、生物標(biāo)記等技術(shù)領(lǐng)域。下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1為樣品在930nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖2為樣品在980nrn激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖3為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖4為樣品在990nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖5為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖6為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖7為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖8為樣品在980咖激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖9為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖10為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖11為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖12為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖13為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖14為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖15為樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。 圖16為樣品在960nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜。
具體實施方式
實施例1本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Er。，Yb。，F(xiàn):,。 (1)先配制0.2M的Er (N03) 3、 Yb (N03) 3和朋4冊2溶液。(2)用移液管分別準(zhǔn)確稱取Er (N03) 3溶液0.065毫升，Yb (N03) 3溶液64.94毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢?后，再倒入400毫升的NH4F溶液，繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾 水沖洗3遍后放入烘烤箱于80t烘烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管 式爐內(nèi)放入一坩堝，放入2克NH4HF2，管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在600。C煅燒3小時， 自然冷卻，即得樣品。樣品在930nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖1。 實施例2本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Er。.。,Yb。，F(xiàn)3。(1)先配制0. 2M的ErCL、 YbCl3和,4昍2溶液。(2)用移液管分別準(zhǔn)確稱取ErCL溶液0. 65 毫升，YbCl3溶液64. 35亳升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢韬螅俚谷?00毫升的NH，F(xiàn) 溶液，繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于 80。C烘烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管式爐內(nèi)放入一坩堝，放入4 克MiF,管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750。C煅燒1小時，自然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖2。實施例3本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Er。.。Jb。.引F:,。 (1)先配制0.2M的Er (N03) 3、 Yb (N03) 3和昍4冊2溶液。(2)用移液管分別準(zhǔn)確稱取Er (N03) 3溶液5.88毫升，Yb (N03) 3溶液59.45毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢?后，再倒入200毫升的順4冊2溶液，繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾 水沖洗3遍后放入烘烤箱于8(rt:烘烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管 式爐放入一坩堝，放入2克NH4F，管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在600°C煅燒2小時，自然 冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖3。 實施例4本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Ho。，Yb。，F(xiàn):,。 (1)先配制0. 2M的HoCl3、 YbCU肌HF2溶液。(2)用移液管分別準(zhǔn)確稱取H。C1:,溶液0. 065 毫升，YbCl3溶液64. 94毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢韬?，再倒?10毫升的NHflR 溶液，繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于 80"C烘烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管式爐放入一坩堝，放入2克 NH4HF2,管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750°C煅燒2小時，自然冷卻，即得樣品。樣品在990nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖4。實施例5本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Ho。.。。5Yb。.995F3。 (1)先配制0. 2M的Ho (N03) 3、 Yb (N03) 3和麗4冊2溶液。(2)用移液管分別準(zhǔn)確稱取Ho (N03) 3溶液0. 326亳升，Yb (N03) 3溶液64.87毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢?后，再倒入190毫升的NH4HF2溶液，繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾 水沖洗3遍后放入烘烤箱于80。C烘烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管 式爐放入一坩堝，放入2克MUIF2，管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在700"C煅燒2小時，自然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖5。 實施例6本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Ho。.紐Yb。，F(xiàn)3。 (1)先配制0. 2M的Ho (N03) 3、 Yb (N03) 3和麗4冊2溶液。(2)用移液管分別準(zhǔn)確稱取Ho (N03) 3溶液0.777毫升，Yb (N03) 3溶液64. 55毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢?后，再倒入190毫升的腿4冊2溶液，繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾 水沖洗3遍后放入烘烤箱于80。C烘烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管 式爐放入一坩堝，放入2. 5克NH4HF2，管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750t煅燒2小時， 自然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖6。 實施例7本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm。.。。,Yb。.999F:,。 (1)先配制0. 2M的Tm (N03) 3、 Yb (N03) 3和肌冊2溶液。(2)用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0.065毫升，Yb (N03) 3溶液64.94毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢?后，再倒入200毫升的麗4冊2溶液，繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾 水沖洗3遍后放入烘烤箱于80t烘烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管 式爐放入一坩堝，放入2克冊4HF2，管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750t煅燒1.5小時， 自然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖7。 實施例8本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm。.。。3Yb。.997F3。 (1)先配制0. 2M的Tm (N03) 3、 Yb (N03) 3和麗4朋2溶液。(2)用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0. 1957毫升，Yb (N03) 3溶液65.04毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)?拌后，再倒入205毫升的NH4HF2溶液，繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸 餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于80。C烘烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在 管式爐放入一坩堝，放入2克朋4冊2,管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750°0煅燒2小時， 自然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖8。 實施例9本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm。，Yb。，F(xiàn):,。 (1)先配制0. 2M的Tm (N03) 3、 Yb (N03) 3和順4冊2溶液。(2)用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0.26毫升，Yb (N03) 3溶液64.74毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢?后，再倒入200毫升的冊4冊2溶液，繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾 水沖洗3遍后放入烘烤箱于80。C烘烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管 式爐放入一坩堝，放入2克腿4HF2，管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在700°0煅燒2小時，自 然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖9。 實施例10本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm。.， Ho。.。<nYb。，5F3。 (1)先配制0.2M的Ho (N03) 3、 Tm (N03) 3、 Yb (N03) 3和,4冊2溶液。(2) 用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0.0326毫升，Ho (N03) 3溶液0. 065毫升,Yb (N03) 3 溶液64.9毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢韬?，再倒?20毫升的WiHF2溶液，繼 續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于8(A:烘烤2 小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管式爐放入一坩堝，放入3克腿4冊2,管 式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4) 750°C煅燒2小時，自然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖10。實施例11本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm。.。。, Ho,Yb0.998F3。 (1)先配制0.2M的Ho (N03) 3、 Tm (N03) 3、 Yb (N03) 3和麗4冊2溶液。(2) 用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0.065毫升，Ho (N03) 3溶液0. 065毫升，Yb (NO:,):, 溶液64.87毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢韬?，再倒?10毫升的NH4HF2溶液， 繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于80°C烘 烤4小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管式爐放入一坩堝，放入2克朋4冊2， 管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在650"C煅燒2小時，自然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖11。實施例12本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm。. (ll Ilo,Ybo，F(xiàn)" (1)先配制0.2M的Ho (N03) 3、 Tm (N03) 3、 Yb (N03) 3和^4冊2溶液。(2) 用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0.065毫升，Ho (N03) 3溶液0. 13毫升，Yb (N03) 3溶液64. 81亳升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢韬?，再倒?20亳升的朋4冊2溶液， 繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所沉淀物過濾，用蒸餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于80°C烘烤2 小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管式爐放入一坩堝，放入2克NH4HF2，管 式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750"C煅燒2小時，自然冷卻，即得樣品。樣品在980mn激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖12。實施例13本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm。.。()1 Er,Yb0.998F3。 (1)先配制O. 2M的Er (NO:!) 3、 Tm (NO:,) 3、 Yb (N03) 3和NH4HR溶液。(2) 用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0.065毫升，Er (N03) 3溶液0. 065毫升，Yb (N03) 3 溶液64.87毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢韬?，再倒?10毫升的NHdHF2溶液， 繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于80t烘 烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管式爐放入一坩堝，放入2克NH4HF2， 管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750t煅燒3小時，自然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖13。實施例14本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm。.。()l Er謹(jǐn)Yb隱F3。 (1)先配制得0.2M的Er (N03) 3、 Tm (N03) 3、 Yb (N03) 3和NHJffV溶液。(2) 用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0.065毫升，Er (N03) 3溶液0. 13毫升，Yb (N03) 3 溶液64.81毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢韬?，再倒?10毫升的NHaHF2溶液， 繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于80"C烘 烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管式爐放入一坩堝，放入2克歴4冊2, 管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750"C煅燒2小時，自然冷卻，即得樣品。樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖14。實施例15本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm().。()1 Er,Yb0.995F3。 (1)先配制0.2M的Er (NO》3、 Tm (N03) 3、 Yb (N03) 3和麗4^2溶液。(2) 用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0.065毫升，Er (N03) 3溶液0.26毫升，Yb (NO:,) 3 溶液64.68毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢韬?，再倒?10毫升的NH,HF2溶液， 繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于80°C烘 烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管式爐放入一坩堝，放入2克NHfl^管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750。C煅燒2小時，自然冷卻，即得樣品。 樣品在980nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖15。 實施例16本發(fā)明一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料的化學(xué)表達(dá)式為Tm。.。(ll Pr。.001Yb,F3。 (1)先配制O. 2M的Er (N03) 3、 Tm (N03) 3、 Yb (N03) 3和朋4冊2溶液。(2) 用移液管分別準(zhǔn)確稱取Tm (N03) 3溶液0.065毫升，Pr (N03) 3溶液0.065毫升，Yb (NQ,)., 溶液64.87毫升，倒入燒杯，在磁力攪拌器下充分?jǐn)嚢韬?，再倒?10毫升的朋4朋2溶液， 繼續(xù)攪拌，使之沉淀。(3)將所得沉淀物過濾，用蒸餾水沖洗3遍后放入烘烤箱于80UC烘 烤2小時，然后將其放入坩堝中，移入管式爐中，另在管式爐放入一坩堝，放入2克朋4冊2， 管式爐兩端用細(xì)紗封閉。(4)在750。C煅燒2小時，自然冷卻，即得樣品。樣品在960nm激光激發(fā)下的發(fā)光光譜參見圖16。
權(quán)利要求
1、一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料，其特征在于它的敏化劑和基質(zhì)是YbF3，并在YbF3中摻雜Ho3+、Er3+、Tm3+、Pr3+中的至少一種離子經(jīng)共沉淀和固相反應(yīng)制得Ho3+、Er3+、Tm3+、Pr3+中至少一種離子摻雜的YbF3，在930-990nm的近紅外光激發(fā)下，實現(xiàn)多波段上轉(zhuǎn)換熒光輸出，所制備化合物的結(jié)構(gòu)式為MXYb1-XF3。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料，其特征在 于化合物結(jié)構(gòu)式MxYbwF3中的M為Ho、 Er、 Tm、 Pr元素中的至少一種，摻入的Ho3+、 Er3+、 Tm3+、 Pr3+離子的摩爾總含量為O. 0005〉X<0. 09。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料，其特征在 于它按如下歩驟制備(1) 在YbF3中摻入Ho3+、 Er3+、 Tm3+、 Pr3+作為激活中心，將Ho、 Er、 Tm、 Pr以及Yb的 硝酸鹽Ho(N0丄、Er (N03)3、 Tm(N03)3、 Pr(N03)3、 Yb (N03) 3的溶液或氯鹽HoCl3、 ErCl:,、 TraCl3、 PrCl3、 YbCl,的溶液，按摻入的Ho3+、 Er3+、 Tm3+、 Pr3—離子的摩爾總含量為0. 0005>X<0. 09 的比例混合，用NH4F或NH4HF2溶液作沉淀試劑，經(jīng)共沉淀法制備出前驅(qū)物粉體；(2) 將上述前驅(qū)物粉體于600_750°C在由NH4F或昍4朋2分解提供的HF氣體保護(hù)條件下進(jìn) 行煅燒l-3小時，得產(chǎn)品。
全文摘要
一種基于敏化劑基質(zhì)的多波段熒光紅外上轉(zhuǎn)換材料，其敏化劑和基質(zhì)是YbF₃，并在YbF₃中摻雜Ho³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Pr³⁺中的至少一種離子經(jīng)共沉淀和固相反應(yīng)制得Ho³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Pr³⁺中至少一種離子摻雜的YbF₃，在930-990nm的近紅外光激發(fā)下，實現(xiàn)多波段上轉(zhuǎn)換熒光輸出；其制備步驟(一)在YbF₃中摻入Ho³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Pr³⁺作為激活中心，將Ho、Er、Tm、Pr以及Yb的硝酸鹽或氯鹽溶液，按摻入離子的摩爾總含量為0.0005＞X＜0.09的比例混合，用NH₄F或NH₄HF₂溶液作沉淀試劑，經(jīng)共沉淀法制備出前驅(qū)物粉體；(二)將前驅(qū)物粉體于600-750℃在由NH₄F或NH₄HF₂分解提供的HF氣體保護(hù)條件下進(jìn)行煅燒1-3小時得產(chǎn)品。將YbF₃既作基質(zhì)又作敏化劑的技術(shù)方案，克服了傳統(tǒng)YbF₃只單作敏化材料的缺陷；可用于顯示、紅外探測、防偽、生物標(biāo)記等。
文檔編號C09K11/77GK101225304SQ200710192649
公開日2008年7月23日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者丁建文, 王祥夫, 肖思國, 陽效良 申請人:湘潭大學(xué)