CN102140662A - 采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法 - Google Patents

采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102140662A
CN102140662A CN 201110020593 CN201110020593A CN102140662A CN 102140662 A CN102140662 A CN 102140662A CN 201110020593 CN201110020593 CN 201110020593 CN 201110020593 A CN201110020593 A CN 201110020593A CN 102140662 A CN102140662 A CN 102140662A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
conductive glass
ito conductive
fluorescent material
nayf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201110020593
Other languages
English (en)
Other versions
CN102140662B (zh
Inventor
刘润
王辉
陈科立
徐铸德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN2011100205934A priority Critical patent/CN102140662B/zh
Publication of CN102140662A publication Critical patent/CN102140662A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102140662B publication Critical patent/CN102140662B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法。它的步骤如下：1)用丙酮清洗ITO导电玻璃2～3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10～30分钟，接着将ITO导电玻璃放在10%的硝酸溶液中活化10～30秒，最后用去离子水清洗，待用；2)向0.003～0.3mol/L乙二胺四乙酸二钠与摩尔比为75～94:5～20:1～5的钇离子、镱离子和饵离子形成的配合物溶液中，加入抗坏血酸钠，再加入氟化钠溶液，调节pH值为5～7，得到电解液，待用；3)以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极进行电沉积，制得的薄膜进行退火。本发明具有设备简单、成本低、沉积速率快、材料生长温度低、可以在常温常压下操作的特点，有望进行工业化生产。

Description

采用电沉积制备NaYF<sub>4</sub>:Yb,Er上转换荧光材料的方法
技术领域
本发明涉及上转换荧光材料的制备，尤其涉及一种采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法。
背景技术
上转换材料是一类在近红外光激发下发射可见光的材料，可广泛应用于固体激光器、显示技术和生物分子荧光标记等方面。通常上转换材料包括激活剂、敏化剂、基质。稀土元素Er3+具有丰富的能级且部分能级寿命较长，是目前研究较多的上转换激活剂。稀土元素Yb3+是一种有效的上转换敏化剂，Yb3+吸收980nm近红外光后，可将能量传递给Er3+使其上转换效率提高1～2个数量级。基质材料必须具备较低的声子能量，才能使发射光不被减弱。NaYF4声子能量低，多声子驰豫率小，是迄今发现的上转换效率最高的基质材料。
到目前为止，已经发展了许多NaYF4上转换材料的制备方法，如水热法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。然而，这些方法要求高温，高真空，复杂的设备和严格的实验程序，极大地阻碍了它们的普遍应用。此发明中，采用电化学沉积法制备了镱饵离子共掺杂的NaYF4上转换荧光材料，设备简单、操作方便、低温常压下即可进行。除了进行科学研究外，有望实现大规模工业生产。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种简便高效的采用电沉积法制备镱饵离子共掺杂NaYF4上转换荧光材料的方法。
采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法它的步骤如下：
1) 用丙酮清洗ITO导电玻璃2～3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10～30分钟，接着将ITO导电玻璃放在10%的硝酸溶液中活化10～30秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)向0.003～0.3 mol/L乙二胺四乙酸二钠与摩尔比为75～94:5～20:1～5的钇离子、镱离子和饵离子形成的配合物溶液中，加入0.03～0.3 mol/L抗坏血酸钠，再加入0.03～0.6 mol/L氟化钠溶液，调节pH值为5～7，得到电解液，待用；
3) 在20～80℃时，以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于饱和甘汞电极的沉积电位为0.6V～1.5V，将电沉积制得的薄膜置于管式炉中退火1～5h，退火温度为300～600℃，得到NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料。
本发明具有设备简单、成本低、沉积速率快、材料生长温度低、可以在常温常压下操作的特点，有望进行工业化生产。电沉积法制备的NaYF4:Yb,Er薄膜均匀,结晶性好，<111>取向具有一定的优势。稀土元素镱、饵均匀地掺杂于NaYF4基质中，具有强的上转换荧光发射峰，可作为激光材料和生物体荧光标记材料。
附图说明
图1是未退火的NaYF4:Yb,Er的场发射扫描电镜图；
图2是已退火的NaYF4:Yb,Er的场发射扫描电镜图；
图3是NaYF4:Yb,Er的X射线衍射图；
图4是NaYF4:Yb,Er(77:20:3)的上转换荧光发射光谱图；
图5是不同退火温度时，NaYF4:Yb,Er上转换荧光发射光谱图；
图6是不同沉积温度时，NaYF4:Yb,Er上转换荧光发射光谱图。
具体实施方式
一种采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法，其特征在于它的步骤如下：
1) 用丙酮清洗ITO导电玻璃2～3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10～30分钟，接着将ITO导电玻璃放在10%的硝酸溶液中活化10～30秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)向0.003～0.3 mol/L乙二胺四乙酸二钠与摩尔比为75～94:5～20:1～5的钇离子、镱离子和饵离子形成的配合物溶液中，加入0.03～0.3 mol/L抗坏血酸钠，再加入0.03～0.6 mol/L氟化钠溶液，调节pH值为5～7，得到电解液，待用；
3) 在20～80℃时，以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于饱和甘汞电极的沉积电位为0.6V～1.5V，将电沉积制得的薄膜置于管式炉中退火1～5h，退火温度为300～600℃，得到NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料。
实施例1
1) 用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10分钟，接着将ITO导电玻璃放在10%的硝酸溶液中活化10秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)向0.003mol/L乙二胺四乙酸二钠与摩尔比为75:20:5的钇离子、镱离子和饵离子形成的配合物溶液中，加入0.03mol/L抗坏血酸钠，再加入0.03mol/L氟化钠溶液，调节pH值为5，得到电解液，待用；
3) 在20℃时，以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于饱和甘汞电极的沉积电位为0.6V，将电沉积制得的薄膜置于管式炉中退火1h，退火温度为300℃，得到NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料。
实施例2
1) 用丙酮清洗ITO导电玻璃3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗30分钟，接着将ITO导电玻璃放在10%的硝酸溶液中活化30秒，最后用去离子水清洗，待用；
2) 向0.3mol/L乙二胺四乙酸二钠与摩尔比为94:5:1的钇离子、镱离子和饵离子形成的配合物溶液中，加入0.3mol/L抗坏血酸钠，再加入0.6mol/L氟化钠溶液，调节PH值为7，得到电解液，待用；
3) 在80℃时，以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于饱和甘汞电极的沉积电位为1.5V，将电沉积制得的薄膜置于管式炉中退火5h，退火温度为600℃，得到NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料。
实施例3
1) 用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗15分钟，接着将ITO导电玻璃放在10%的硝酸溶液中活化20秒，最后用去离子水清洗，待用；
2) 向0.01 mol/L乙二胺四乙酸二钠与摩尔比为77:20:3的钇离子、镱离子和饵离子形成的配合物溶液中，加入0.1mol/L抗坏血酸钠，再加入0.1mol/L氟化钠溶液，调节PH值为6，得到电解液，待用；
3) 在50℃时，以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于饱和甘汞电极的沉积电位为0.8V，将电沉积制得的薄膜置于管式炉中退火5h，退火温度为500℃，得到NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料。
实施例4
1) 用丙酮清洗ITO导电玻璃3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗20分钟，接着将ITO导电玻璃放在10%的硝酸溶液中活化20秒，最后用去离子水清洗，待用；
2) 向0.02mol/L乙二胺四乙酸二钠与摩尔比为80:15:5的钇离子、镱离子和饵离子形成的配合物溶液中，加入0.1mol/L抗坏血酸钠，再加入0.2mol/L氟化钠溶液，调节PH值为7，得到电解液，待用；
3) 在30℃时，以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于饱和甘汞电极的沉积电位为0.6V，将电沉积制得的薄膜置于管式炉中退火5h，退火温度为400℃，得到NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料。
实施例5
1) 用丙酮清洗ITO导电玻璃2次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗15分钟，接着将ITO导电玻璃放在10%的硝酸溶液中活化20秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)向 0.006mol/L乙二胺四乙酸二钠与摩尔比为78:20:2的钇离子、镱离子和饵离子形成的配合物溶液中，加入0.1mol/L抗坏血酸钠，再加入0.06mol/L氟化钠溶液，调节PH值为6，得到电解液，待用；
3) 在50℃时，以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于饱和甘汞电极的沉积电位为1V，将电沉积制得的薄膜置于管式炉中退火5h，退火温度为600℃，得到NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料。
经场发射扫描电镜（FE-SEM）和X射线衍射(XRD)，对电沉积在ITO导电玻璃上的NaYF4:Yb,Er薄膜的结构进行了表征。在980nm激光激发下，材料具有上转换发光性能，发射绿光和红光。

Claims (1)

1.一种采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法，其特征在于它的步骤如下：
1) 用丙酮清洗ITO导电玻璃2～3次，再用去离子水将ITO导电玻璃放在超声波清洗器里清洗10～30分钟，接着将ITO导电玻璃放在10%的硝酸溶液中活化10～30秒，最后用去离子水清洗，待用；
2)向0.003～0.3 mol/L乙二胺四乙酸二钠与摩尔比为75～94:5～20:1～5的钇离子、镱离子和饵离子形成的配合物溶液中，加入0.03～0.3 mol/L抗坏血酸钠，再加入0.03～0.6 mol/L氟化钠溶液，调节pH值为5～7，得到电解液，待用；
3) 在20～80℃时，以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成三电极体系，置于电解液中进行电沉积，相对于饱和甘汞电极的沉积电位为0.6V～1.5V，将电沉积制得的薄膜置于管式炉中退火1～5h，退火温度为300～600℃，得到NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料。
CN2011100205934A 2011-01-18 2011-01-18 采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法 Expired - Fee Related CN102140662B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100205934A CN102140662B (zh) 2011-01-18 2011-01-18 采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100205934A CN102140662B (zh) 2011-01-18 2011-01-18 采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102140662A true CN102140662A (zh) 2011-08-03
CN102140662B CN102140662B (zh) 2012-04-25

Family

ID=44408449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100205934A Expired - Fee Related CN102140662B (zh) 2011-01-18 2011-01-18 采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102140662B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102311734A (zh) * 2011-09-23 2012-01-11 辽宁大学 宽波段光谱吸收上转换紫外发光材料及其应用
CN103627394A (zh) * 2013-10-24 2014-03-12 浙江大学 电沉积制备β-NaGdF4:Yb3+,Er3+上转换荧光材料的方法
CN103774221A (zh) * 2014-02-20 2014-05-07 宁波大学 一种掺铥氟化钇钠激光晶体及其制备方法
CN104101708A (zh) * 2013-04-11 2014-10-15 中国科学院化学研究所 一种基于上转换荧光/磁性纳米颗粒的免疫层析试纸及其制备方法
CN104152964A (zh) * 2014-08-12 2014-11-19 浙江大学 一种四氟钇钠氧化亚铜复合太阳能薄膜的制备方法
CN104157733A (zh) * 2014-08-12 2014-11-19 浙江大学 一种氧化钇硫化铋复合太阳能薄膜的制备方法
US9725647B1 (en) 2016-10-10 2017-08-08 Techid Limited Anti-counterfeiting yarn and preparation method thereof
CN107268031A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 蔚山大学产学合作部 重稀土类金属的电化学回收方法
CN108677233A (zh) * 2018-05-28 2018-10-19 浙江大学 采用电沉积六方相NaGdF4低温诱导制备六方相NaYF4:Yb,Er材料的方法
CN111816450A (zh) * 2020-07-15 2020-10-23 西安电子科技大学 一种能源转换三层复合器件及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0394419A (ja) * 1989-09-06 1991-04-19 Murata Mfg Co Ltd 半導体膜の形成方法
US5301204A (en) * 1992-09-15 1994-04-05 Texas Instruments Incorporated Porous silicon as a light source for rare earth-doped CaF2 laser
CN101871114A (zh) * 2010-06-01 2010-10-27 浙江大学 采用电沉积制备氟化钙或稀土掺杂氟化钙薄膜的方法
CN101892504A (zh) * 2010-07-06 2010-11-24 浙江大学 采用电沉积制备氟化锶或稀土掺杂氟化锶薄膜的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0394419A (ja) * 1989-09-06 1991-04-19 Murata Mfg Co Ltd 半導体膜の形成方法
US5301204A (en) * 1992-09-15 1994-04-05 Texas Instruments Incorporated Porous silicon as a light source for rare earth-doped CaF2 laser
CN101871114A (zh) * 2010-06-01 2010-10-27 浙江大学 采用电沉积制备氟化钙或稀土掺杂氟化钙薄膜的方法
CN101892504A (zh) * 2010-07-06 2010-11-24 浙江大学 采用电沉积制备氟化锶或稀土掺杂氟化锶薄膜的方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102311734A (zh) * 2011-09-23 2012-01-11 辽宁大学 宽波段光谱吸收上转换紫外发光材料及其应用
CN104101708A (zh) * 2013-04-11 2014-10-15 中国科学院化学研究所 一种基于上转换荧光/磁性纳米颗粒的免疫层析试纸及其制备方法
CN104101708B (zh) * 2013-04-11 2016-06-01 中国科学院化学研究所 一种基于上转换荧光/磁性纳米颗粒的免疫层析试纸及其制备方法
CN103627394B (zh) * 2013-10-24 2015-11-04 浙江大学 电沉积制备β-NaGdF4:Yb3+,Er3+上转换荧光材料的方法
CN103627394A (zh) * 2013-10-24 2014-03-12 浙江大学 电沉积制备β-NaGdF4:Yb3+,Er3+上转换荧光材料的方法
CN103774221A (zh) * 2014-02-20 2014-05-07 宁波大学 一种掺铥氟化钇钠激光晶体及其制备方法
CN104152964A (zh) * 2014-08-12 2014-11-19 浙江大学 一种四氟钇钠氧化亚铜复合太阳能薄膜的制备方法
CN104157733A (zh) * 2014-08-12 2014-11-19 浙江大学 一种氧化钇硫化铋复合太阳能薄膜的制备方法
CN107268031A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 蔚山大学产学合作部 重稀土类金属的电化学回收方法
CN107268031B (zh) * 2016-03-31 2019-06-07 蔚山大学产学合作部 重稀土类金属的电化学回收方法
US9725647B1 (en) 2016-10-10 2017-08-08 Techid Limited Anti-counterfeiting yarn and preparation method thereof
CN108677233A (zh) * 2018-05-28 2018-10-19 浙江大学 采用电沉积六方相NaGdF4低温诱导制备六方相NaYF4:Yb,Er材料的方法
CN108677233B (zh) * 2018-05-28 2019-08-16 浙江大学 采用电沉积六方相NaGdF4低温诱导制备六方相NaYF4:Yb,Er材料的方法
CN111816450A (zh) * 2020-07-15 2020-10-23 西安电子科技大学 一种能源转换三层复合器件及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102140662B (zh) 2012-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102140662B (zh) 采用电沉积制备NaYF4:Yb,Er上转换荧光材料的方法
CN101962805B (zh) 一种磷酸镧或稀土掺杂磷酸镧薄膜的电化学制备方法
CN105810832A (zh) 基于优异导电性能氧化物优化的钙钛矿太阳能电池
CN104393099B (zh) 一种四氟钇钠碘氧铋复合太阳能薄膜的制备方法
CN101871114B (zh) 采用电沉积制备氟化钙或稀土掺杂氟化钙薄膜的方法
CN101871111B (zh) 一种均匀致密碘化亚铜半导体薄膜的电化学制备方法
CN102737852B (zh) 一种用于太阳能电池中双功能核壳上转换材料的制备方法
CN103627394A (zh) 电沉积制备β-NaGdF4:Yb3+,Er3+上转换荧光材料的方法
CN101892504B (zh) 采用电沉积制备氟化锶或稀土掺杂氟化锶薄膜的方法
CN110571286B (zh) 一种上转化稀土氟化物与氧化铜复合电极的制备方法
CN104003440B (zh) 一种掺铕碱土金属锆酸盐荧光粉与二氧化钛纳米管复合材料的合成方法
KR20140126076A (ko) 산화티타늄 전극의 제조방법, 이를 포함하는 활성산소종 생성 시스템, 염소 생성 시스템, 염료감응형 태양전지 및 전기이중층 커패시터
CN108677233B (zh) 采用电沉积六方相NaGdF4低温诱导制备六方相NaYF4:Yb,Er材料的方法
CN104152965B (zh) 一种二价铕掺杂氟化钙蓝光发光薄膜的制备方法
CN103774211B (zh) 一种铽镱稀土离子双掺杂氟化镥钆锂上转换发光晶体及其制备方法
CN103774198A (zh) 通过光助电沉积法在二氧化钛纳米管上制备稀土Eu掺杂CaF2薄膜的方法
CN112981483B (zh) 一种采用电沉积制备取向性NaGdF4:Eu3+下转换薄膜材料的方法
CN113279064B (zh) 一种调控NaGdF4:Eu3+薄膜晶相的方法
CN101205463A (zh) 新型上转换发光材料及其制备方法
CN113293382B (zh) 一种BiVO4/MnOOH薄膜电极及其制备方法和在光生阴极防腐中的应用
CN113308727B (zh) 二氧化钛纳米管、基于二氧化钛纳米管的复合电极、及其制备方法、应用
CN105293926A (zh) 一种稀土离子掺杂的K2GdBr5微晶玻璃及其制备方法
CN105040061A (zh) 一种发射红光单色光的α-KYb3F10:Er3+薄膜的制备方法
CN105271770A (zh) 一种稀土离子掺杂的NaBaLaBr6微晶玻璃及其制备方法
CN105271769A (zh) 一种稀土离子掺杂的K3GdI6微晶玻璃及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120425

Termination date: 20180118