CN101982522A - 一种红外上转换发光材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种红外上转换发光材料，具有式(I)表示的原子比组成：Ba₄Y_3-x-yYb_xRe_yF1₇₍I)；其中，0.04≤x≤0.3，0.005≤y≤0.1，Re为Er或Tm。本发明还提供了具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料的制备方法。与现有技术相比，本发明以相应的稀土硝酸盐或稀土氯化物作为稀土源，以氯化钡或硝酸钡作为钡源，以氟化铵或氟化氢铵作为氟源，首先在水溶液中搅拌反应生成沉淀物，然后将所述沉淀物在保护气氛中灼烧后得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。本发明提供的制备方法反应条件温和，无需特制的反应设备，因此降低了合成难度和生产成本。

Description

一种红外上转换发光材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种红外上转换发光材料及其制备方法。

背景技术

红外上转换发光材料是一种在红外光激发下发射可见光的材料，在三维立体显示、红外探测、生物荧光示踪、防伪等领域具有广泛的应用前景。该材料主要是掺杂稀土的固体化合物，利用稀土的亚稳态能及特性，吸收多个低能量的长波辐射，经多光子加和后发出高能的短波辐射，从而使人眼不可见的红外光变为可见光，该过程称为上转换过程。

现有技术公开了多种红外上转换材料，如：Cs₃Lu₂Br₉:Er³⁺、Cs₃Lu₂Br₉:Yb³⁺等掺杂稀土离子的重金属卤化物，其具有较低的振动能和较高的上转换效率；GeO₂-PbO-Nb₂O₅:Pr³⁺、YVO₄:Er³⁺、Y₃Al₅O₁₂:Sm³⁺等掺杂稀土的氧化物材料制备工艺简单，对环境条件要求较低；掺杂稀土的含硫化合物，如Pr³⁺/Yb³⁺-Ga₂O₃:La₂S₃或者CaS:Eu，Sm或者CaS:Ce，Sm等，具有较低的声子能量和较高的上转换效率，但是需要在密封条件下制备；Cs₂GeF₆:2％RE⁴⁺、Nd³⁺:氟砷酸盐、Er³⁺:氟氧化物等掺杂稀土的含氟化合物，具有容易掺杂、较低的声子能量等优点。在上述红外转换材料中，掺杂稀土的含氟化合物具有较低的声子能量，使得稀土离子发生无辐射跃迁的几率降低，稀土离子的能级在氟化物中具有较长的寿命，能够形成更多的亚稳能级，产生丰富的激光跃迁，因此掺杂稀土的含氟化合物发光效率较高，而获得了广泛的应用和研究。

在掺杂稀土的含氟化合物中，BaF₂-LnF₃固熔体具有较高的热稳定性、较低的熔点和较高的发光效率。目前，合成BaF₂-LnF₃固熔体的方法主要是在氟化氢气体保护下，以稀土氟化物和氟化钡为原料通过高温固相反应制备。该方法不仅需要较高的温度，而且由于氟化物具有腐蚀性，需要严格控制反应条件或者使用特制的反应设备，增加了合成的难度和成本。另外，该反应需要在氟化氢气体保护下进行，氟化氢为有毒有腐蚀性的气体，会对环境和人体健康造成危害。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种红外上转换发光材料及其制备方法，本发明提供的方法反应条件温和，无需使用氢氟酸，得到的红外上转换发光材料发光亮度高，色纯度好。

本发明提供了一种红外上转换发光材料，具有式(I)表示的原子比组成：

Ba₄Y_3-x-yYb_xRe_yF₁₇(I)；

其中，0.04≤x≤0.3，0.005≤y≤0.1，Re为Er或Tm。

优选的，所述Re为Er。

优选的，0.04≤x≤0.2。

优选的，0.01≤y≤0.05。

具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料的制备方法，包括：

将含Y化合物、含Yb化合物、稀土化合物和含Ba化合物溶解于水中，得到稀土离子溶液，所述含Y化合物为Y(NO₃)₃或YCl₃，所述含Yb化合物为Yb(NO₃)₃或YbCl₃，所述稀土化合物为Er(NO₃)₃、ErCl₃、Tm(NO₃)₃或TmCl₃，所述含Ba化合物为Ba(NO₃)₂或BaCl₂；

将氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液加入到所述稀土离子溶液中，搅拌反应后得到沉淀物；

在保护气氛下，将所述沉淀物灼烧，得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。

优选的，所述灼烧的温度为550℃～850℃。

优选的，所述灼烧的时间为1h～10h。

优选的，所述保护气氛为氮气、氩气、氢气和四氟化硅气体中的一种或多种。

具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料的制备方法，包括：

将含Y化合物、含Yb化合物和稀土化合物溶解于盐酸或硝酸中，得到稀土离子溶液，所述含Y化合物为Y₂O₃、Y(OH)₃或Y₂(CO₃)₃，所述含Yb化合物为Yb₂O₃、Yb(OH)₃或Yb₂(CO₃)₃，所述稀土化合物为Er₂O₃、Er(OH)₃、Er₂(CO₃)₃、Tm₂O₃、Tm(OH)₃或Tm₂(CO₃)₃；

向所述稀土离子溶液中加入含Ba化合物，搅拌溶解后得到阳离子溶液，所述含Ba化合物为Ba(NO₃)₂或BaCl₂；

将氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液加入到所述阳离子溶液中，搅拌反应后得到沉淀物；

在保护气氛下，将所述沉淀物灼烧，得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。

优选的，所述盐酸的质量浓度为30％～40％，所述硝酸的质量浓度为50％～60％。

与现有技术相比，本发明以相应的稀土硝酸盐或稀土氯化物作为稀土源，以氯化钡或硝酸钡作为钡源，以氟化铵或氟化氢铵作为氟源，首先在水溶液中搅拌反应生成沉淀物，然后将所述沉淀物在保护气氛中灼烧后得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。本发明提供的制备方法反应条件温和，无需特制的反应设备，因此降低了合成难度和生产成本；本发明以氟化铵或氟化氢铵为原料，无需使用氟化氢，不会对环境和人体健康造成危害。通过本发明提供的方法制备得到的红外上转换发光材料为BaF₂-LnF₃固熔体，具有较高的热稳定性和较低的熔点，在波长为980nm的红外光激发下能够发射绿色光，发光强度较高，色纯度较好。实验表明，通过本发明提供的方法制备的原子比组成为Ba₄Y_2.90Yb_0.08Er_0.02F₁₇的红外上转换发光材料在980nm的红外光激发时发射色纯度较高的绿光，且其上转换发光强度能够达到110。

附图说明

图1为本发明实施例提供的红外上转换发光材料的X射线衍射谱图；

图2为本发明实施例提供的红外上转换发光材料在980nm红外光激发下的发射光谱图。

具体实施方式

本发明提供了一种红外上转换发光材料，具有式(I)表示的原子比组成：

Ba₄Y_3-x-yYb_xRe_yF₁₇(I)；

其中，0.04≤x≤0.3，0.005≤y≤0.1，Re为Er或Tm，优选为Er。

所述红外上转换发光材料为BaF₂-LnF₃类固熔体材料，具有较高的热稳定性、较低的熔点和良好的发光效率。

按照本发明，所述x优选满足以下条件：0.04≤x≤0.2，更优选满足：0.06≤x≤0.2。所述y优选满足以下条件：0.01≤y≤0.05，更优选满足：0.02≤y≤0.04。

本发明提供的红外上转换发光材料在波长为980nm的红外光的激发下，能够发射强度较高、色纯度较好的可见光。

本发明还提供了上述技术方案所述的红外上转换发光材料的制备方法，包括：

将含Y化合物、含Yb化合物、稀土化合物和含Ba化合物溶解于水中，得到稀土离子溶液，所述含Y化合物为Y(NO₃)₃或YCl₃，所述含Yb化合物为Yb(NO₃)₃或YbCl₃，所述稀土化合物为Er(NO₃)₃、ErCl₃、Tm(NO₃)₃或TmCl₃，所述含Ba化合物为Ba(NO₃)₂或BaCl₂；

将氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液加入到所述稀土离子溶液中，搅拌反应0.5h～3h，得到沉淀物；

在保护气氛下，将所述沉淀物灼烧，得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。

本发明以相应的稀土硝酸盐或稀土氯化物作为稀土源，以氯化钡或硝酸钡作为钡源，以氟化铵或氟化氢铵作为氟源，首先在水溶液中搅拌反应生成沉淀物，然后将所述沉淀物在保护气氛中灼烧后得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。

按照本发明，所述含Y化合物Y(NO₃)₃或YCl₃，优选为YCl₃；所述含Yb化合物为Yb(NO₃)₃或YbCl₃，优选为YbCl₃；所述稀土化合物为Er(NO₃)₃、ErCl₃、Tm(NO₃)₃或TmCl₃，优选为Er(NO₃)₃或ErCl₃，更优选为ErCl₃；所述含Ba化合物为Ba(NO₃)₂或BaCl₂，优选为BaCl₂。

由于上述化合物均需溶解于水中进行反应，因此可以为无水化合物，也可以为含有结晶水的化合物，如Y(NO₃)₃·6H₂O、Yb(NO₃)₃·6H₂O、Er(NO₃)₃·6H₂O、YCl₃·6H₂O、YbCl₃·6H₂O、ErCl₃·6H₂O、BaCl₂·2H₂O、Ba(NO₃)₂·2H₂O等。

将含Y化合物、含Yb化合物、稀土化合物和含Ba化合物溶解于水中，得到稀土离子溶液，所述稀土离子溶液中含有相应的稀土离子和Ba离子。

本发明以氟化铵或氟化氢铵为氟源，将氟化铵或氟化氢铵溶解于水中形成氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液，氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液中含有氟离子。

将所述氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液加入到所述稀土离子溶液中，搅拌反应，氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液中的氟离子与稀土溶液中的稀土离子和钡离子发生反应，生成沉淀物。按照本发明，所述搅拌反应的时间优选为0.5h～3h，更优选为0.8h～2.5h，最优选为0.8h～1.5h；所述搅拌反应的温度优选为10℃～30℃，更优选为15℃～25℃，最优选为18℃～23℃。

在本发明中所述含Y化合物、含Yb化合物、稀土化合物、含Ba化合物和氟化铵或氟化氢铵的摩尔比与式(I)表示的原子比相一致。

生成沉淀物后，将所述沉淀物依次用水和乙醇洗涤，然后烘干。将所述烘干后的沉淀物在保护气氛下进行灼烧，得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。按照本发明，所述灼烧的温度优选为550℃～850℃，更优选为600℃～800℃，最优选为650℃～750℃；所述灼烧的时间优选为1h～10h，更优选为2h～8h，最优选为3h～5h。所述保护气氛优选为氮气、氩气、氢气和四氟化硅气体中的一种或多种，更优选为氮气和四氟化硅气体中的一种或两种，最优选为氮气和四氟化硅气体的混合气体。

将灼烧后得到的固体自然冷却，优选按照本领域技术人员熟知的方法粉碎、水洗、烘干，得到粉末状的红外上转换发光材料。

本发明还提供了一种具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料的制备方法，包括：

将含Y化合物、含Yb化合物和稀土化合物溶解于盐酸或硝酸中，得到稀土离子溶液，所述含Y化合物为Y₂O₃、Y(OH)₃或Y₂(CO₃)₃，所述含Yb化合物为Yb₂O₃、Yb(OH)₃或Yb₂(CO₃)₃，所述稀土化合物为Er₂O₃、Er(OH)₃、Er₂(CO₃)₃、Tm₂O₃、Tm(OH)₃或Tm₂(CO₃)₃；

向所述稀土离子溶液中加入含Ba化合物，搅拌溶解后得到阳离子溶液，所述含Ba化合物为Ba(NO₃)₂或BaCl₂；

将氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液加入到所述阳离子溶液中，搅拌反应后得到沉淀物；

在保护气氛下，将所述沉淀物灼烧，得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。

在本制备方法中，除了含Y化合物、含Yb化合物和稀土化合物与上述技术方案所述的制备方法中相应的化合物不同之外，其他条件及步骤均相同。本制备方法以相应的稀土氧化物、稀土氢氧化物或稀土碳酸盐为初始原料，将其溶解于盐酸或硝酸中，得到相应的稀土硝酸盐或稀土盐酸盐后，再与氯化钡或硝酸钡混合，得到含有稀土离子和钡离子的溶液。

按照本发明，所述含Y化合物为Y₂O₃、Y(OH)₃或Y₂(CO₃)₃，优选为Y₂O₃或Y(OH)₃，更优选为Y₂O₃；所述含Yb化合物为Yb₂O₃、Yb(OH)₃或Yb₂(CO₃)₃，优选为Yb₂O₃；所述稀土化合物为Er₂O₃、Er(OH)₃、Er₂(CO₃)₃、Tm₂O₃、Tm(OH)₃或Tm₂(CO₃)₃，优选为Er₂O₃、Er(OH)₃、Er₂(CO₃)₃，更优选为Er₂O₃。

将所述含Y化合物、含Yb化合物和稀土化合物溶解于盐酸或硝酸后，得到相应的盐酸盐或硝酸盐。按照本发明，所述盐酸的质量浓度优选为25％～45％，更优选为30％～40％；所述硝酸的质量浓度优选为45％～65％，更优选为50％～60％。

得到相应的盐酸盐或硝酸盐后，向所述稀土溶液中加入Ba(NO₃)₂或BaCl₂，搅拌溶解后得到阳离子溶液，所述阳离子溶液中含有相应的稀土离子和Ba离子。

得到阳离子溶液后，将氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液加入到所述阳离子溶液中，搅拌反应后得到沉淀物；在保护气氛下，将所述沉淀物灼烧，得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。所述过程可参照上述技术方案所述的制备方法，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明以相应的稀土硝酸盐或稀土氯化物作为稀土源，以氯化钡或硝酸钡作为钡源，以氟化铵或氟化氢铵作为氟源，首先在水溶液中搅拌反应生成沉淀物，然后将所述沉淀物在保护气氛中灼烧后得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。本发明提供的制备方法反应条件温和，无需特制的反应设备，因此降低了合成难度和生产成本；本发明以氟化铵或氟化氢铵为原料，无需使用氢氟酸，不会对环境和人体健康造成危害。通过本发明提供的方法制备得到的红外上转换发光材料为BaF₂-LnF₃固熔体，不仅具有较高的热稳定性和较低的熔点，在波长为980nm的红外光激发下能够发射绿色光，发光强度较高，色纯度较好。实验表明，通过本发明提供的方法制备的原子比组成为Ba₄Y_2.90Yb_0.08Er_0.02F₁₇的红外上转换发光材料在980nm的红外光激发时发射色纯度较高的绿光，且其上转换发光强度能够达到110。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的红外上转换材料及其制备方法进行详细描述。

实施例1

向500mL反应瓶中加入4.397g YCl₃·6H₂O，0.155g YbCl₃·6H₂O，0.038gErCl₃·6H₂O和4.885g BaCl₂·2H₂O，然后加入250ml二次去离子水，搅拌后得到稀土离子溶液；

向500mL烧瓶中加入3.400g NH₄F，加入250ml二次去离子水搅拌，得到NH₄F溶液；

搅拌的条件下，将所述NH₄F溶液加入到所述稀土溶液中，搅拌1h后静置，除去上清液后得到沉淀物；分别用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，然后将所述沉淀物烘干；氮气保护下，将所述沉淀物于800℃灼烧4h，自然冷却后粉碎、水洗、烘干，得到红外上转换发光材料。

对所述红外上转换发光材料进行X射线衍射，结果参见图1，图1为本发明实施例提供的红外上转换发光材料的X射线衍射谱图，根据该衍射谱图计算得知所述红外上转换发光材料的原子比组成为Ba₄Y_2.90Yb_0.08Er_0.02F₁₇。

以980nm的红外光对所述红外上转换材料进行激发，其发射光谱参见图2，图2为本发明实施例提供的红外上转换发光材料在980nm红外光激发下的发射光谱图。由图2可知，所述红外上转换材料在980nm的红外光激发时发射色纯度较好的绿光，且其上转换发光强度能够达到110。

实施例2

向500mL的烧瓶中加入5.648g Y(NO₃)₃·6H₂O、0.093g Yb(NO₃)₃·6H₂O、0.023g Er(NO₃)₃·6H₂O和5.227g Ba(NO₃)₂，然后加入250ml二次去离子水，搅拌后，形成稀土离子溶液；

向500mL烧瓶中加入3.400g NH₄F，加入250ml二次去离子水后搅拌，得到NH₄F溶液；

搅拌的条件下，将所述NH₄F溶液加入到所述稀土溶液中，搅拌1h后静置，除去上清液后得到沉淀物；分别用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，然后将所述沉淀物烘干；氮气保护下，将所述沉淀物于750℃灼烧2h，自然冷却后粉碎、水洗、烘干，得到红外上转换发光材料，所述红外上转换发光材料的原子比组成为Ba₄Y_2.95Yb_0.04Er_0.01F₁₇，所述红外上转换材料在980nm的红外光激发时所获得的上转换发光强度为99。

实施例3

将1.671gY₂O₃、0.039gYb₂O₃和0.005gEr₂O₃混合后，加入50mL二次去离子水，搅拌成糊状后，然后加入质量浓度为36％的浓盐酸使上述物料溶解，再加入200mL去离子水形成稀土离子溶液；向所述稀土离子溶液中加入4.885gBaCl₂·H₂O形成阳离子溶液；

向500mL烧瓶中加入2.617gNH₄HF₂，加入250mL去离子水，搅拌后得到NH₄HF₂溶液；

搅拌的条件下，将所述NH₄HF₂溶液加入到所述阳离子溶液中，搅拌反应1h后静置，除去上清液后得到沉淀物；分别用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，然后将所述沉淀物烘干；氮气保护下，将所述沉淀物在550℃时灼烧4h，自然冷却后粉碎、水洗、烘干，得到红外上转换发光材料，所述红外上转换发光材料的原子比组成为Ba₄Y_2.959Yb_0.04Er_0.005F₁₇，所述红外上转换材料在980nm的红外光激发时所获得的上转换发光强度为62。

实施例4

向500mL反应瓶中加入1.626g Y₂O₃、0.099Yb₂O₃和0.019g Er₂O₃，加入50mL二次去离子水，搅拌成糊状，然后加入质量浓度为52％的浓硝酸使上述物料溶解，再加入200mL去离子水形成稀土离子溶液；向所述稀土离子溶液中加入5.227gBa(NO₃)₂·2H₂O形成阳离子溶液；

向500mL反应瓶中加入3.400g NH₄F，加入250ml二次去离子水，搅拌后得到NH₄F溶液；

搅拌的条件下，将所述NH₄F溶液加入到所述阳离子溶液中搅拌反应1h后静置，除去上清液后得到沉淀物；分别用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，然后将所述沉淀物烘干；氮气保护下，将所述沉淀物在850℃时灼烧6h，自然冷却后粉碎、水洗、烘干，得到红外上转换发光材料。所述红外上转换材料的原子组成为Ba₄Y_2.88Yb_0.1Er_0.02F₁₇，所述红外上转换材料在980nm的红外光激发时所获得的上转换发光强度为102。

实施例5

向500mL反应瓶中加入4.170g YCl₃·6H₂O、0.387g YbCl₃·6H₂O、0.095gErCl₃·6H₂O，4.885g BaCl₂·2H₂O，然后加入250ml二次去离子水，搅拌后得到稀土离子溶液；

向500mL烧瓶中加入2.617g NH₄HF₂，加入250ml二次去离子水搅拌，得到NH₄HF₂溶液；

搅拌的条件下，将所述NH₄HF₂溶液加入到所述稀土溶液中，搅拌1h后静置，除去上清液后得到沉淀物；分别用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，然后将所述沉淀物烘干；氮气保护下，将所述沉淀物于700℃灼烧3h，自然冷却后粉碎、水洗、烘干，得到红外上转换发光材料。所述红外上转换发光材料的原子组成为Ba₄Y_2.75Yb_0.2Er_0.05F₁₇，所述红外上转换材料在980nm的红外光激发时所获得的上转换发光强度为78。

实施例6

向500mL反应瓶中加入4.094g YCl₃·6H₂O、0.581g YbCl₃·6H₂O、0.192gTmCl₃·6H₂O和4.885g BaCl₂·2H₂O，然后加入250ml二次去离子水，搅拌后得到稀土离子溶液；

向500mL烧瓶中加入3.400g NH₄F，加入250ml二次去离子水搅拌，得到NH₄F溶液；

搅拌的条件下，将所述NH₄F溶液加入到所述稀土溶液中，搅拌1h后静置，除去上清液后得到沉淀物；分别用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，然后将所述沉淀物烘干；氮气保护下，将所述沉淀物于750℃灼烧2h，自然冷却后粉碎、水洗、烘干，得到红外上转换发光材料。所述红外上转换发光材料的原子组成为Ba₄Y_2.70Yb_0.3Tm_0.1F₁₇，所述红外上转换材料在980nm的红外光激发时所获得的上转换发光强度为72。

实施例7

向500mL反应瓶中加入1.925g Y(OH)₃、0.224Yb(OH)₃和0.055gTm(OH)₃，加入50mL二次去离子水，搅拌成糊状，然后加入质量浓度为36％的浓盐酸使上述物料溶解，再加入200mL去离子水形成稀土离子溶液；向所述稀土离子溶液中加入4.885g BaCl₂·2H₂O形成阳离子溶液；

向500mL反应瓶中加入2.617g NH₄HF₂，加入250ml二次去离子水，搅拌后得到NH₄HF₂溶液；

搅拌的条件下，将所述NH₄HF₂溶液加入到所述阳离子溶液中搅拌反应1h后静置，除去上清液后得到沉淀物；分别用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，然后将所述沉淀物烘干；氮气保护下，将所述沉淀物在700℃时灼烧6h，自然冷却后粉碎、水洗、烘干，得到红外上转换发光材料。所述红外上转换材料的原子组成为Ba₄Y_2.75Yb_0.2Tm._0.05F₁₇，所述红外上转换材料在980nm的红外光激发时所获得的上转换发光强度为76。

实施例8

向500mL反应瓶中加入2.596g Y₂(CO₃)₃、0.105g Yb₂(CO₃)₃和0.011gTm₂(CO₃)₃，加入50mL二次去离子水，搅拌成糊状，然后加入质量浓度为52％的浓硝酸使上述物料溶解，再加入200mL去离子水形成稀土离子溶液；向所述稀土离子溶液中加入5.227Ba(NO₃)₂·2H₂O形成阳离子溶液；

向500mL反应瓶中加入3.400g NH₄F，加入250ml二次去离子水，搅拌后得到NH₄F溶液；

搅拌的条件下，将所述NH₄F溶液加入到所述阳离子溶液中搅拌反应1h后静置，除去上清液后得到沉淀物；分别用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，然后将所述沉淀物烘干；氮气保护下，将所述沉淀物在850℃时灼烧7h，自然冷却后粉碎、水洗、烘干，得到红外上转换发光材料。所述红外上转换材料的原子组成为Ba₄Y_2.90Yb_0.08Tm_0.02F₁₇，所述红外上转换材料在980nm的红外光激发时所获得的上转换发光强度为78。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种红外上转换发光材料，具有式(I)表示的原子比组成：

Ba₄Y_3-x-yYb_xRe_yF₁₇(I)；

其中，0.04≤x≤0.3，0.005≤y≤0.1，Re为Er或Tm。

2.根据权利要求1所述的红外上转换发光材料，其特征在于，所述Re为Er。

3.根据权利要求1所述的红外上转换发光材料，其特征在于，0.04≤x≤0.2。

4.根据权利要求1所述的红外上转换发光材料，其特征在于，0.01≤y≤0.05。

5.权利要求1～4任意一项所述的红外上转换发光材料的制备方法，包括：

将含Y化合物、含Yb化合物、稀土化合物和含Ba化合物溶解于水中，得到稀土离子溶液，所述含Y化合物为Y(NO₃)₃或YCl₃，所述含Yb化合物为Yb(NO₃)₃或YbCl₃，所述稀土化合物为Er(NO₃)₃、ErCl₃、Tm(NO₃)₃或TmCl₃，所述含Ba化合物为Ba(NO₃)₂或BaCl₂；

将氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液加入到所述稀土离子溶液中，搅拌反应后得到沉淀物；

在保护气氛下，将所述沉淀物灼烧，得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述灼烧的温度为550℃～850℃。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述灼烧的时间为1h～10h。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述保护气氛为氮气、氩气、氢气和四氟化硅气体中的一种或多种。

9.权利要求1～4任意一项所述的红外上转换发光材料的制备方法，包括：

将含Y化合物、含Yb化合物和稀土化合物溶解于盐酸或硝酸中，得到稀土离子溶液，所述含Y化合物为Y₂O₃、Y(OH)₃或Y₂(CO₃)₃，所述含Yb化合物为Yb₂O₃、Yb(OH)₃或Yb₂(CO₃)₃，所述稀土化合物为Er₂O₃、Er(OH)₃、Er₂(CO₃)₃、Tm₂O₃、Tm(OH)₃或Tm₂(CO₃)₃；

向所述稀土离子溶液中加入含Ba化合物，搅拌溶解后得到阳离子溶液，所述含Ba化合物为Ba(NO₃)₂或BaCl₂；

将氟化铵水溶液或氟化氢铵水溶液加入到所述阳离子溶液中，搅拌反应后得到沉淀物；

在保护气氛下，将所述沉淀物灼烧，得到具有式(I)表示的原子比组成的红外上转换发光材料。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述盐酸的质量浓度为30％～40％，所述硝酸的质量浓度为50％～60％。

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