CN105038777B - 一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法 - Google Patents

一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105038777B
CN105038777B CN201510405493.1A CN201510405493A CN105038777B CN 105038777 B CN105038777 B CN 105038777B CN 201510405493 A CN201510405493 A CN 201510405493A CN 105038777 B CN105038777 B CN 105038777B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
nanocrystalline
temperature
milliliters
conversion luminescence
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510405493.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105038777A (zh
Inventor
雷磊
徐时清
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.)
China Jiliang University
Original Assignee
China Jiliang University
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 China Jiliang University filed Critical China Jiliang University
Priority to CN201510405493.1A priority Critical patent/CN105038777B/zh
Publication of CN105038777A publication Critical patent/CN105038777A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105038777B publication Critical patent/CN105038777B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明属于无机发光材料领域。一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法，包括如下步骤：将乙酸锰，乙酸锌，乙酰丙酮镱，乙酰丙酮铒，油酸，油胺，十八烯加入到三颈瓶中，在氮气的保护条件下，保温得到无水的透明溶液A；待A溶液自然冷却到室温后，将氟化钾的甲醇溶液逐滴加入到A溶液中，保温；待甲醇溶液全部挥发之后，迅速升温并在此保温，然后自然冷却到室温；将纳米晶用乙醇和环己烷混合液洗涤，烘干后得到最终产物。该方法的优点是简单、成本低、产量高，所得产物分散性好、形状均一，具有高效单谱带上转换发光特性。

Description

一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米 晶尺寸的方法
技术领域
本发明属于无机发光材料领域，尤其涉及一种调控稀土离子掺杂氟化物纳米晶尺寸的方法。
背景技术
近年来，稀土离子掺杂氟化物上转换纳米晶在生物成像、生物检测、生物标记等方面具有潜在的应用价值而备受关注。稀土离子能级非常丰富，在特殊的基体材料中可以实现单一波段的发光，这有利于提高生物检测的灵敏度。在生物医学领域，纳米材料的尺寸是一个很重要的因素，这是由于纳米晶的尺寸与其在生物体内的分布、排出的路径以及排出的比例等有着密切的联系。本发明提出一种通过在反应体系中引入锌离子来实现Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的调控，随着引入的锌离子比例从0增加到30％，产物的平均晶粒尺寸从8nm增加到20nm。众所周知，不同半径的离子掺杂进入到基质晶格中，会导致晶格畸变，进而形成缺陷，这将减弱材料的发光性能。此发明的特殊之处在于，锌离子并没有进入到基体晶格中，只是在反应过程中，促进了基质纳米晶的生长，这为氟化物纳米材料的尺寸调控提供了一种全新的思路，有利于纳米材料合成领域的进一步发展。
发明内容
本发明的目的是公开一种新颖的调控稀土离子掺杂氟化物纳米晶尺寸的方法，具体是通过在反应体系中引入锌离子来实现Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的调控。
为了实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案。
一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法，包括如下步骤：
(1)将(0.64-x)毫摩尔乙酸锰，x毫摩尔乙酸锌，0.144毫摩尔乙酰丙酮镱，0.016毫摩尔乙酰丙酮铒，4毫升油酸，4毫升油胺，16毫升十八烯加入到三颈瓶中，在氮气的保护条件下，在150℃的温度下保温1小时得到无水的透明溶液A；
(2)待A溶液自然冷却到室温后，将6毫升含有2毫摩尔氟化钾的甲醇溶液逐滴加入到A溶液中，然后在60℃的温度下保温半小时；
(3)待甲醇溶液全部挥发之后，迅速升温到280℃，并在此温度下保温90分钟，然后自然冷却到室温；
(4)将步骤(3)所得的纳米晶用乙醇和环己烷混合液洗涤，然后于40℃-80℃烘干后得到最终产物。
作为优选，x是0、0.08、0.16或0.24中的一个。
通过本发明的技术方案制得的用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶，粉末X射线衍射分析与透射电子显微镜观察分析表明：所得到的产物为纯立方相KMnF3，其尺寸在8-18nm范围内可控。在980nm激光照射下，Yb/Er:KMnF3纳米晶可以发出明亮的红光，其发射波长位于650nm。本发明的用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法的特殊之处在于，反应体系中引入的锌离子并没有进入到基质晶格中，防止了缺陷的形成，有利于提高产物的上转换发光性能。此外，此发明制备方法简单、成本低、产量高，所得产物分散性好、形状均一，具有高效单谱带上转换发光特性。这种新颖的调控稀土离子掺杂氟化物纳米晶尺寸的方法有望在纳米材料合成领域得到广泛的应用。
附图说明
图1：实施例1-4中Yb/Er:KMnF3纳米晶的X射线衍射图；
图2：实施例1-4中Yb/Er:KMnF3纳米晶的透射电镜图；
图3：实施例4中Yb/Er:KMnF3纳米晶的能谱图；
图4：实施例1-4中Yb/Er:KMnF3纳米晶的上转换发光谱，其中激发波长为980nm。
具体实施方式
下面结合图1、图2、图3和图4对本专利做进一步的说明。
实施例1
一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法，包括如下步骤：将0.64毫摩尔乙酸锰，0.144毫摩尔乙酰丙酮镱，0.016毫摩尔乙酰丙酮铒，4毫升油酸，4毫升油胺，16毫升十八烯加入到三颈瓶中，在氮气的保护条件下，在150℃的温度下保温1小时得到无水的透明溶液A；待A溶液自然冷却到室温后，将6毫升含有2毫摩尔氟化钾的甲醇溶液逐滴加入到A溶液中，然后在60℃的温度下保温半小时；待甲醇溶液全部挥发之后，迅速升温到280℃，并在此温度下保温90分钟，然后自然冷却到室温；将所得的纳米晶用乙醇和环己烷混合液洗涤，然后于60℃烘干后得到最终产物。
按上述方法制得的Yb/Er:KMnF3纳米晶，粉末X射线衍射分析与透射电子显微镜观察表明：所合成的产物为纯立方相kMnF3相，如图1中a所示，其平均晶粒尺寸为8nm，如图2中a所示。在980纳米激光照射下，所合成的Yb/Er:KMnF3纳米晶为单一波段上转换发光，其发射波长为650纳米，如图4中a所示。
实施例2
一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法，包括如下步骤：将0.56毫摩尔乙酸锰，0.08毫摩尔乙酸锌，0.144毫摩尔 乙酰丙酮镱，0.016毫摩尔乙酰丙酮铒，4毫升油酸，4毫升油胺，16毫升十八烯加入到三颈瓶中，在氮气的保护条件下，在150℃的温度下保温1小时得到无水的透明溶液A；待A溶液自然冷却到室温后，将6毫升含有2毫摩尔氟化钾的甲醇溶液逐滴加入到A溶液中，然后在60℃的温度下保温半小时；待甲醇溶液全部挥发之后，迅速升温到280℃，并在此温度下保温90分钟，然后自然冷却到室温；将所得的纳米晶用乙醇和环己烷混合液洗涤，然后于60℃烘干后得到最终产物。
按上述方法制得的Yb/Er:KMnF3纳米晶，粉末X射线衍射分析与透射电子显微镜观察表明：所合成的产物为纯立方相kMnF3相，如图1中b所示，其平均晶粒尺寸为10nm，如图2中b所示。在980纳米激光照射下，所合成的Yb/Er:KMnF3纳米晶为单一波段上转换发光，其发射波长为650纳米，如图4中b所示。
实施例3
一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法，包括如下步骤：将0.48毫摩尔乙酸锰，0.16毫摩尔乙酸锌，0.144毫摩尔乙酰丙酮镱，0.016毫摩尔乙酰丙酮铒，4毫升油酸，4毫升油胺，16毫升十八烯加入到三颈瓶中，在氮气的保护条件下，在150℃的温度下保温1小时得到无水的透明溶液A；待A溶液自然冷却到室温后，将6毫升含有2毫摩尔氟化钾的甲醇溶液逐滴加入到A溶液中，然后在60℃的温度下保温半小时；待甲醇溶液全部挥发之后，迅速升温到280℃，并在此温度下保温90分钟，然后自然冷却到室温；将所得的纳米晶用乙醇和环己烷混合液洗涤，然后于60℃烘干后得到最终产物。
按上述方法制得的Yb/Er:KMnF3纳米晶，粉末X射线衍射分析与透射电子显微镜观察表明：所合成的产物为纯立方相kMnF3相，如图1中c所示，其平均晶 粒尺寸为12nm，如图2中c所示。在980纳米激光照射下，所合成的Yb/Er:KMnF3纳米晶为单一波段上转换发光，其发射波长为650纳米，如图4中c所示。
实施例3
一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法，包括如下步骤：将0.48毫摩尔乙酸锰，0.08毫摩尔乙酸锌，0.144毫摩尔乙酰丙酮镱，0.016毫摩尔乙酰丙酮铒，4毫升油酸，4毫升油胺，16毫升十八烯加入到三颈瓶中，在氮气的保护条件下，在150℃的温度下保温1小时得到无水的透明溶液A；待A溶液自然冷却到室温后，将6毫升含有2毫摩尔氟化钾的甲醇溶液逐滴加入到A溶液中，然后在60℃的温度下保温半小时；待甲醇溶液全部挥发之后，迅速升温到280℃，并在此温度下保温90分钟，然后自然冷却到室温；将所得的纳米晶用乙醇和环己烷混合液洗涤，然后于60℃烘干后得到最终产物。
按上述方法制得的Yb/Er:KMnF3纳米晶，粉末X射线衍射分析与透射电子显微镜观察表明：所合成的产物为纯立方相kMnF3相，如图1中d所示，其平均晶粒尺寸为18nm，如图2中d所示。在980纳米激光照射下，所合成的Yb/Er:KMnF3纳米晶为单一波段上转换发光，其发射波长为650纳米，如图4中d所示。从能谱图可以看出，产物中不含Zn元素，如图3所示。

Claims (1)

1.一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将(0.64-x)毫摩尔乙酸锰，x毫摩尔乙酸锌，0.144毫摩尔乙酰丙酮镱，0.016毫摩尔乙酰丙酮铒，4毫升油酸，4毫升油胺，16毫升十八烯加入到三颈瓶中，在氮气的保护条件下，在150℃的温度下保温1小时得到无水的透明溶液A；
(2)待A溶液自然冷却到室温后，将6毫升含有2毫摩尔氟化钾的甲醇溶液逐滴加入到A溶液中，然后在60℃的温度下保温半小时；
(3)待甲醇溶液全部挥发之后，迅速升温到280℃，并在此温度下保温90分钟，然后自然冷却到室温；
(4)将步骤(3)所得的纳米晶用乙醇和环己烷混合液洗涤，然后于40℃-80℃烘干后得到最终产物；
x是0.08、0.16或0.24中的一个。
CN201510405493.1A 2015-07-09 2015-07-09 一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法 Expired - Fee Related CN105038777B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510405493.1A CN105038777B (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510405493.1A CN105038777B (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105038777A CN105038777A (zh) 2015-11-11
CN105038777B true CN105038777B (zh) 2017-02-01

Family

ID=54445756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510405493.1A Expired - Fee Related CN105038777B (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105038777B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105602566B (zh) * 2016-02-29 2017-12-29 武汉理工大学 一种稀土掺杂NaGdF4上转换纳米晶及其制备方法
CN106745286B (zh) * 2016-11-25 2018-02-02 合肥工业大学 一种KMnF3纳米线及其制备方法
CN106905959B (zh) * 2017-01-22 2018-11-02 苏州大学 一种含锰氟化物纳米晶体的制备方法
CN107699226B (zh) * 2017-09-12 2019-08-20 中国科学院福建物质结构研究所 一种超高灵敏度上转换纳米温度探针及其制备方法
CN114533905A (zh) * 2022-01-14 2022-05-27 南京工业大学 一种可生物降解的t1-mri纳米造影剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013022408A1 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 National University Of Singapore Method of preparing lanthanide-doped kmnf3 nanoparticles
CN103305222A (zh) * 2013-06-18 2013-09-18 南京大学 KSc2F7:Yb,Er 上转换荧光纳米棒的制法和用途

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013022408A1 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 National University Of Singapore Method of preparing lanthanide-doped kmnf3 nanoparticles
CN103305222A (zh) * 2013-06-18 2013-09-18 南京大学 KSc2F7:Yb,Er 上转换荧光纳米棒的制法和用途

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Modifying the Size and Shape of Monodisperse Bifunctional Alkaline-Earth Fluoride Nanocrystals through Lanthanide Doping;Daqin Chen等;《J.AM.CHEM.SOC.》;20100107;第132卷;第9976-9978页 *
Single-Band Upconversion Emission in Lanthanide-Doped KMnF3 Nanocrystals;Juan Wang等;《Angew.Chem.Int.Ed.》;20110914;第50卷;第10369-10372页 *
二氧化锡纳米结构的合成、表征与性能研究;程国娥;《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20090515(第5期);第B020-48页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105038777A (zh) 2015-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105038777B (zh) 一种用于调控具有单谱带上转换发光性能的Yb/Er:KMnF3纳米晶尺寸的方法
Wang et al. Synthesis and luminescence behavior of Eu3+-doped CaF2 nanoparticles
Liao et al. Synthesis and luminescence properties of Tb3+: NaGd (WO4) 2 novel green phosphors
Dey et al. Yb 3+ sensitized Er 3+ doped La 2 O 3 phosphor in temperature sensors and display devices
Kolesnikov et al. Eu3+ concentration effect on luminescence properties of YAG: Eu3+ nanoparticles
Shivakumara et al. Synthesis of Eu3+-activated BaMoO4 phosphors and their Judd–Ofelt analysis: applications in lasers and white LEDs
Pi et al. Luminescence behavior of Eu3+ doped LaF3 nanoparticles
Wang et al. Hydrothermal synthesis and luminescence behavior of rare-earth-doped NaLa (WO4) 2 powders
Yadav et al. Concentration and wavelength dependent frequency downshifting photoluminescence from a Tb3+ doped yttria nano-phosphor: A photochromic phosphor
Lim Synthesis of SrMoO4: Er3+/Yb3+ particles by a cyclic MAM method and their upconversion photoluminescence properties
Liao et al. Yb 3+ concentration dependence of upconversion luminescence in Y 2 Sn 2 O 7: Yb 3+/Er 3+ nanophosphors
Yi et al. Tunable multicolor and white luminescence in Tb3+/Dy3+/Mn2+ doped CePO4 via energy transfer
CN106634988B (zh) 用于荧光温度探针的纳米晶材料
Atabaev et al. The optical properties of Eu3+ and Tm3+ codoped Y2O3 submicron particles
Li et al. Hydrothermal synthesis of SrMoO 4: Eu 3+, Sm 3+ phosphors and their enhanced luminescent properties through energy transfer
Grzyb Bright and tunable up-conversion luminescence through cooperative energy transfer in Yb 3+, Tb 3+ and Eu 3+ co-doped LaPO 4 nanocrystals
Yu et al. Near infrared to visible upconversion emission in Er3+/Yb3+ co-doped NaGd (WO4) 2 nanoparticles obtained by hydrothermal method
CN114350361B (zh) 一种高荧光强度的上转换稀土掺杂纳米材料及其制备方法
Bao et al. Synthesis and luminescent properties of nanoparticles GdCaAl3O7: RE3+ (RE= Eu, Tb) via the sol–gel method
Jung et al. Preparation and luminescence properties of LaPO4: Er, Yb nanoparticles
CN106010538B (zh) 一种用于抑制Yb/Er:NaGdF4上转换发光纳米晶中浓度猝灭效应的方法
Tsang et al. Surface ligand-mediated phase and upconversion luminescence tuning of multifunctional NaGdF4: Yb/Er materials with paramagnetic and cathodoluminescent characteristics
CN104974742A (zh) 一种CdTeSeS/ZnTe核壳量子点的水相微波制备方法
Zhai et al. Hydrothermal synthesis, characterization and luminescence properties of orange–red-emitting phosphors SnO 2: Eu
Liu et al. Facile synthesis and multicolor luminescence properties of Gd4O3F6: Ln3+ (Ln= Eu, Tb, Dy, Sm, Ho, Tm, Yb/Er, Yb/Ho) microcrystals

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: 20170201

Termination date: 20190709