CN101619217A - 一种稀土离子激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料 - Google Patents

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涂朝阳
吕万聪
游振宇
朱昭捷
李坚富
王燕
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Abstract

本发明涉及一种稀土离子激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料。该新型白光纳米发光材料的化学式为Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3。采用5N纯度的氧化钇Y2O3、氧化镱Yb2O3、氧化铒Er2O3、氧化铥Tm2O3，4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3、分析纯的硝酸HNO3、甘胺酸HO2CCH2NH2、水合柠檬酸C6H8O7·H2O和氨水NH4NO3作为原料，通过液相反应与高温燃烧反应获得Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3新型白光纳米发光材料。该材料用于照明、显示和探测系统等领域。

Description

一种稀土离子激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料
技术领域
本发明涉及纳米发光材料领域。
背景技术
所合成的YAlO3晶体属于六方晶系，空间群为P63/mmc，晶胞参数为：
Figure S2008100713268D00011
YAlO3晶体结构中的Y离子所在的晶格位置的对称性为D2，可以被激活离子Yb3+、Er3+、Tm3+取代，发光效率较高。Yb3+离子可以有效地吸收980nmLD泵浦光源，并有效地把能量传递给Er3+和Tm3+离子，由于Er3+和Tm3+离子发光特性，使得Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3纳米材料在980nmLD光源的泵浦下，可以产生654nm、542nm、524nm、465nm和484nm波段的红、绿、兰三基色荧光发射，便产生了强白光的发射，因此Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3纳米材料可以作为一种新型的白光发光材料，在照明、显示和探测系统等领域都有很好的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于公开一种新型的白光纳米发光材料Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3。
本发明制备的稀土离子激活的镓酸钆新型白光纳米发光材料，其化学式为Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3，属于六方晶系，空间群为P63/mmc，晶胞参数为：
Figure S2008100713268D00013
Figure S2008100713268D00014
采用5N纯度的氧化钇Y2O3、氧化镱Yb2O3、氧化铒Er2O3、氧化铥Tm2O3，4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3、分析纯的硝酸HNO3、甘胺酸HO2CCH2NH2、水合柠檬酸C6H8O7·H2O和氨水NH4NO3作为原料，通过液相反应与高温燃烧反应获得Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3新型白光纳米发光材料。
本发明制备的白光纳米发光材料材料用于照明、显示和探测系统等领域。
Yb3+离子可以有效地吸收980nmLD泵浦光源，并有效地把能量传递给Er3+和Tm3+离子，由于Er3+和Tm3+离子发光特性，使得Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3纳米材料在980nmLD光源的泵浦下，可以产生654nm、524nm、542nm、465nm和484nm波段的红、绿、兰三基色荧光发射，便产生了强白光的发射。
具体实施方式
实施例1：
纳米材料有许多合成制备方法，燃烧方法是一种简便的合成方法，这种方法具有设备简单、成本低、粒度小、产率和纯度高等优点，并且很适合于制备多相复合氧化物纳米材料，因此采用此法来制备Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3纳米发光材料。所用原料为5N纯度的氧化钇Y2O3、氧化镱Yb2O3、氧化铒Er2O3、氧化铥Tm2O3，4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3、分析纯的硝酸HNO3、水合柠檬酸C6H8O7·H2O和氨水NH4NO3。柠檬酸与总的金属离子的摩尔比取1∶1。
按照原子摩尔比Tm/Er/Yb/Y＝1/1/4/96的掺杂比例，称取一定量的氧化钇Y2O3、氧化镱Yb2O3、氧化铒Er2O3、氧化铥Tm2O3，原料，并加热溶于硝酸HNO3，制成混合液体；然后按照YAlO3分子式的化学计量比例，称取一定量的硝酸铝Al(NO3)3，并与上述的Y(NO3)3、Tm(NO3)3、Yb(NO3)3、Er(NO3)3混合液体混合均匀，再把混合液体倾倒入到一定量的去离子水和水合柠檬酸C6H8O7·H2O的混合液体中进行反应，其反应方程式如下：
Re(NO3)3+Al(NO3)3+C6H8O7→ReAlO3+CO2+H2O+NO2+N2
其中Re的原子摩尔比为：Tm/Er/Yb/Y＝1/1/4/96
接下来采用氨水NH4NO3滴定调节至PH值为3.0，然后把溶液的水份蒸发，便可以得到黄色干凝胶，最后把黄色干凝胶放置于预先加热到855℃的马弗炉中燃烧10分钟，便得到白色蓬松的Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3纳米发光材料。这种纳米发光材料在照明、显示和探测系统等领域都有很好的应用前景。
实施例2：
纳米材料有许多合成制备方法，燃烧方法是一种简便的合成方法，这种方法具有设备简单、成本低、粒度小、产率和纯度高等优点，并且很适合于制备多相复合氧化物纳米材料，因此采用此法来制备Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3纳米发光材料。所用原料为5N纯度的氧化钇Y2O3、氧化镱Yb2O3、氧化铒Er2O3、氧化铥Tm2O3，4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3、分析纯的硝酸HNO3、甘胺酸HO2CCH2NH2和氨水NH4NO3。甘胺酸与总的金属离子的摩尔比取1∶1。
按照原子摩尔比Tm/Er/Yb/Y＝1/1/4/96的掺杂比例，称取一定量的氧化钇Y2O3、氧化镱Yb2O3、氧化铒Er2O3、氧化铥Tm2O3，原料，并加热溶于硝酸HNO3，制成混合液体；然后按照YAlO3分子式的化学计量比例，称取一定量的硝酸铝Al(NO3)3，并与上述的Y(NO3)3、Tm(NO3)3、Yb(NO3)3、Er(NO3)3混合液体混合均匀，再把混合液体倾倒入到一定量的去离子水和甘胺酸HO2CCH2NH2的混合液体中进行反应，其反应方程式如下：
Re(NO3)3+Al(NO3)3+HO2CCH2NH2→
ReAlO3+CO2+H2O+NO2+N2
其中Re原子摩尔比为：Tm/Er/Yb/Y＝1/1/4/96
接下来采用氨水NH4NO3滴定调节至PH值为3.0，然后把溶液的水份蒸发，便可以得到黄色干凝胶，最后把黄色干凝胶放置于预先加热到900℃的马弗炉中燃烧10分钟，便得到白色蓬松的Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3纳米发光材料。这种纳米发光材料在照明、显示和探测系统等领域都有很好的应用前景。

Claims (3)

1.一种稀土离子激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料，其特征在于：新型白光纳米发光材料的化学式为Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3，属于六方晶系，空间群为P63/mmc，晶胞参数为：a＝3.678
Figure A2008100713260002C1
c＝10.48
Figure A2008100713260002C2
V＝122.81
Figure A2008100713260002C3
2.一种权利要求1的白光纳米发光材料的制备方法，其特征在于：采用5N纯度的氧化钇Y2O3、氧化镱Yb2O3、氧化铒Er2O3、氧化铥Tm2O3，4N纯度的硝酸铝Al(NO3)3、分析纯的硝酸HNO3、甘胺酸HO2CCH2NH2、水合柠檬酸C6H8O7·H2O和氨水NH4NO3作为原料，通过液相反应与高温燃烧反应获得Yb3+:Er3+:Tm3+:YAlO3新型白光纳米发光材料。
3.一种权利要求1的新型白光纳米发光材料的用途，其特征在于：该材料用于照明、显示和探测系统领域。
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