CN105112056B - 一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法 - Google Patents

一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉晶相可控合成的制备方法。包括以下步骤：将乙酸钇、乙酸镱、乙酸铒和氢氧化钠按摩尔配比配料混合，以异丙醇、乙醇和水为溶剂，加入三氟乙酸，搅拌均匀后得透明溶胶A；将透明溶胶A干燥得到的胶态物质进行热处理，从室温升至300~800℃，保温一定时间，随炉冷却至室温，研磨得到不同晶相组合、多种发光颜色的Er3+，Yb3+共掺上转换荧光粉。本发明合成工艺简单，生产周期短，易规模化生产；所合成的Er3+，Yb3+共掺上转换荧光粉晶相可控、发光颜色多样，用途广泛。

Description

一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法
技术领域
本发明属于稀土掺杂发光材料制备技术领域，具体涉及一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法。
背景技术
上转换发光材料是一种可以将近红外光转换成可见光的发光材料。而掺杂稀土离子的NaYF4以其高效的发光性能被广泛应用于生物医药、防伪标识、光致发光器件等领域。若要得到多种发光颜色的上转换荧光粉，往往需要准备不同化学成分的物质。随着荧光粉制备技术的日趋成熟，有效简便地制备出不同晶相、不同发光颜色的荧光粉能够为生产上的应用带来极大的便利。目前，制备稀土离子掺杂的NaYF4的方法主要包括以下几个：（1）水热法。中国专利CN103112882A中公布了一种具有靶向性近红外NaYF4上转换纳米晶的制备方法，首先制备硬脂酸盐前驱体，通过水热反应将生物靶向分子引入到上转换纳米晶的合成过程中，提供了一种形貌规则、亲水性靶向性绿色上转换纳米晶的合成方法。该方法工艺简单，但为了提高产物的结晶度，往往需要延长生产周期，且合成的上转换纳米晶物相和发光颜色单一，用途范围较窄，不利于工业化大规模生产。（2）溶剂热法，其是在水热法的基础上发展起来的一种新的材料制备方法。中国专利CN102382654A公布了一种以NaYF4为基质，掺杂Er3+、Yb3+离子的上转换荧光纳米晶的制备方法，该方法利用溶剂热法制备出了单一纯六方相的NaYF4:Yb3+, Er3+纳米颗粒，虽然其样品的发光性能良好，但反应周期长，发光颜色单一，不易通过改变工艺参数而得到不同发光颜色的样品。除此之外，沉淀法、高温固相法也常被用于合成稀土离子掺杂的NaYF4纳米晶，但合成的荧光粉晶相和发光颜色都较单一。本发明采用溶胶-凝胶法，通过改变热处理温度、时间等工艺参数可控合成了不同晶相组合、多种发光颜色的Er3+，Yb3+共掺NaYF4上转换荧光粉，扩大了其应用范围，工艺简单，可规模化生产。
技术方案
本发明的目的在于提供一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉晶相可控合成的制备方法。该方法通过改变工艺参数，即能够实现不同晶相、不同发光颜色的上转换荧光粉的可控合成，操作简便，易于实现，有利于工业化生产。
为了实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法，包括以下步骤：
（1）按摩尔比计：Na+:Y3+:Yb3+:Er3+=1:1-x-y:x:y，0.17≤x≤0.25，0.01≤y≤0.04，称取乙酸钇、乙酸镱、乙酸铒和氢氧化钠；
（2）将乙酸钇、乙酸镱、乙酸铒和氢氧化钠，以及三氟乙酸加入溶剂中，搅拌1~24小时后得透明溶胶A；
（3）将溶胶A转移至耐高温坩埚中，并置于烘箱中干燥1~24h，得到胶态物质B；
（4）将胶态物质B置于高温炉中，将炉温按1~10℃/min.的升温速率从室温升至300℃~800℃后，保温0.5~5h，随炉冷却至室温后取出，根据热处理温度的不同，研磨可得到不同晶相组合、多种发光颜色的Er3+，Yb3+共掺上转换荧光粉；组合一：Er3+，Yb3+共掺的YF3、六方相NaYF4、四方相NaYF4三相的混合（热处理温度为300℃以上，600℃以下），组合二：Er3+，Yb3+共掺的六方相NaYF4与四方相NaYF4混合（热处理温度为600℃以上，700℃以下），组合三：Er3+，Yb3+共掺的纯四方相NaYF4上转换荧光粉（热处理温度为700℃~800℃）。
优选地，步骤（1）中0.17≤x≤0.19，0.01≤y≤0.03，且x+y=0.2。
进一步地，步骤（2）的溶剂为异丙醇、乙醇和水的混合物；其中，按体积比计：异丙醇:乙醇:水=4:4:3。
进一步地，步骤（2）溶剂中钇、镱和铒三种离子的总浓度为0.091mol/L，三氟乙酸的用量与溶剂总量之比按体积比计为1:11。
优选地，步骤（4）高温炉的升温速率为4~6℃/min.，保温时间为1~2h；
优选地，要获得纯四方相的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉，步骤（4）中热处理温度应控制在700℃以上。
可选地，步骤（1）的稀土乙酸盐是稀土乙酸盐粉末成品，或者通过将稀土硝酸盐溶解于氨水中，制得稀土氢氧化物后溶于乙酸中制得的混合溶液，氢氧化钠是颗粒状的药品或者是氢氧化钠溶液。
可选地，步骤（2）中原料的添加顺序为：先将三氟乙酸加入到溶剂中然后再向其中加入稀土乙酸盐和氢氧化钠，或者先将稀土乙酸盐和氢氧化钠加入到溶剂中然后再向其中加入三氟乙酸。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备工艺简单，在空气气氛中常压状态下即可完成，不需要保护气氛，制备条件不苛刻且产物质量稳定，重复性强，适合于大规模生产；
（2）本发明提供的一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉晶相可控合成的制备方法仅通过改变工艺参数，而不改变主要原料的种类，就能够可控合成出不同晶相、发光性能良好且颜色多样的上转换荧光粉，提高了生产效率与荧光粉适用范围，合成工艺简单，生产周期短，易规模化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1~6制备的Er3+，Yb3+共掺荧光粉的X射线粉末衍射图谱与NaYF4标准卡片PDF#16-0334和PDF#06-0342的比较图；
图2为本发明实施例1、实施例3~6制备的Er3+，Yb3+共掺荧光粉在980nm激光激发下得到的上转换发光谱图。
具体实施例
本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
实施例1
1）称取0.27g固体粉末四水合乙酸钇、0.072g固体粉末四水合乙酸镱、0.012g固体粉末四水合乙酸铒和0.04g固体氢氧化钠；
2）量取4mL异丙醇、4mL乙醇、1mL三氟乙酸和3mL水，将固体粉末加入其中，搅拌3h，制得透明溶胶A；
3）将透明溶胶A转移耐高温坩埚中，并置于烘箱中干燥3h，得胶态物质B；
4）将胶态物质B置于高温炉中，将炉温按4℃/min.的升温速率从室温升至300℃，保温1h，随炉冷却至室温后取出；
5）研磨得到980nm激光激发下发射绿光的Er3+，Yb3+双掺的YF3、六方相、四方相NaYF4三相共存的上转换荧光粉。
实施例2
1）称取0.27g固体粉末四水合乙酸钇、0.072g固体粉末四水合乙酸镱、0.012g固体粉末四水合乙酸铒和0.04g固体氢氧化钠；
2）量取4mL异丙醇、4mL乙醇、1mL三氟乙酸和3mL水，将固体粉末加入其中，搅拌3h，制得透明溶胶A；
3）将透明溶胶A转移耐高温坩埚中，并置于烘箱中干燥3h，得胶态物质B；
4）将胶态物质B置于高温炉中，将炉温按4℃/min.的升温速率从室温升至400℃，保温1h，随炉冷却至室温后取出；
5）研磨得到980nm激光激发下发射绿光的Er3+，Yb3+双掺的YF3、六方相、四方相NaYF4三相共存的上转换荧光粉。
实施例3
1）称取0.27g固体粉末四水合乙酸钇、0.072g固体粉末四水合乙酸镱、0.012g固体粉末四水合乙酸铒和0.04g固体氢氧化钠；
2）量取4mL异丙醇、4mL乙醇、1mL三氟乙酸和3mL水，将固体粉末加入其中，搅拌1h，制得透明溶胶A；
3）将透明溶胶A转移耐高温坩埚中，并置于烘箱中干燥3h，得胶态物质B；
4）将胶态物质B置于高温炉中，将炉温按4℃/min.的升温速率从室温升至500℃，保温1h，随炉冷却至室温后取出；
5）研磨得到980nm激光激发下发射绿光的Er3+，Yb3+双掺的YF3、六方相、四方相NaYF4三相共存的上转换荧光粉。
实施例4
1）称取0.27g固体粉末四水合乙酸钇、0.072g固体粉末四水合乙酸镱、0.012g固体粉末四水合乙酸铒和0.04g固体氢氧化钠；
2）量取4mL异丙醇、4mL乙醇、1mL三氟乙酸和3mL水，将固体粉末加入其中，搅拌3h，制得透明溶胶A；
3）将透明溶胶A转移耐高温坩埚中，并置于烘箱中干燥2h，得胶态物质B；
4）将胶态物质B置于高温炉中，将炉温按4℃/min.的升温速率从室温升至600℃，保温1h，随炉冷却至室温后取出；
5）研磨得到980nm激光激发下发射黄绿光的Er3+，Yb3+双掺的六方相和四方相共存的NaYF4上转换荧光粉。
实施例5
1）称取0.27g固体粉末四水合乙酸钇、0.072g固体粉末四水合乙酸镱、0.012g固体粉末四水合乙酸铒和0.04g固体氢氧化钠；
2）量取4mL异丙醇、4mL乙醇、1mL三氟乙酸和3mL水，将固体粉末加入其中，搅拌1h，制得透明溶胶A；
3）将透明溶胶A转移耐高温坩埚中，并置于烘箱中干燥3h，得胶态物质B；
4）将胶态物质B置于高温炉中，将炉温按4℃/min.的升温速率从室温升至700℃，保温1h，随炉冷却至室温后取出；
5）研磨得到980nm激光激发下发射黄光的Er3+，Yb3+双掺的四方相NaYF4上转换荧光粉。
实施例6
1）称取0.27g固体粉末四水合乙酸钇、0.072g固体粉末四水合乙酸镱、0.012g固体粉末四水合乙酸铒和0.04g固体氢氧化钠；
2）量取4mL异丙醇、4mL乙醇、1mL三氟乙酸和3mL水，将固体粉末加入其中，搅拌1h，制得透明溶胶A；
3）将透明溶胶A转移耐高温坩埚中，并置于烘箱中干燥3h，得胶态物质B；
4）将胶态物质B置于高温炉中，将炉温按4℃/min.的升温速率从室温升至800℃，保温2h，随炉冷却至室温后取出；
5）研磨得到980nm激光激发下发射红光的Er3+，Yb3+双掺的四方相NaYF4上转换荧光粉。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法，其特征在于：采用溶胶-凝胶法制备Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉，具体包括以下步骤：
（1）按摩尔比计：Na+:Y3+:Yb3+:Er3+=1:1-x-y:x:y，0.17≤x≤0.25，0.01≤y≤0.04，称取乙酸钇、乙酸镱、乙酸铒和氢氧化钠；
（2）将乙酸钇、乙酸镱、乙酸铒和氢氧化钠，以及三氟乙酸加入溶剂中，搅拌1~24小时后得透明溶胶A；
（3）将溶胶A转移至耐高温坩埚中，并置于烘箱中干燥1~24小时，得到胶态物质B；
（4）将胶态物质B置于高温炉中，将炉温按1~10℃/min.的升温速率从室温升至300℃~800℃后，保温0.5~5小时，随炉冷却至室温后取出，研磨得到Er3+，Yb3+共掺的YF3、六方相NaYF4、立方相NaYF4三相的混合，或者Er3+，Yb3+共掺的六方相NaYF4与立方相NaYF4两相的混合，或者纯立方相的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉。
2.根据权利要求1所述的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）中0.17≤x≤0.19，0.01≤y≤0.03，且x+y=0.2。
3.根据权利要求1所述的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）的溶剂中钇、镱和铒三种离子的总浓度为0.091mol/L，三氟乙酸的用量与溶剂总量之比按体积比计为1:11。
4.根据权利要求1所述的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）所用的溶剂为异丙醇、乙醇和水的混合物；其中，按体积比计：异丙醇:乙醇:水=4:4 :3。
5.根据权利要求1所述的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法，其特征在于：步骤（4）中高温炉的升温速率为4~6℃/min.，保温时间为1~2小时。
6.根据权利要求1所述的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法，其特征在于：步骤（4）中将炉温从室温升至700℃~800℃后，能获得纯立方相的Er3+，Yb3+共掺NaYF4上转换荧光粉。
7.根据权利要求1所述的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法，其特征在于：步骤（4）中300℃≤炉温＜600℃时，能获得Er3+，Yb3+共掺的YF3、六方相NaYF4、立方相NaYF4三相的混合。
8.根据权利要求1所述的Er3+，Yb3+共掺NaYF4荧光粉的制备方法，其特征在于：步骤（4）中600℃≤炉温＜700℃时，能获得Er3+，Yb3+共掺的六方相NaYF4与立方相NaYF4两相的混合。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109705866A (zh) * 2018-11-30 2019-05-03 南京师范大学 一种棒状Co2+掺杂的NaYF4:Yb3+,Er3+纳米材料的制备方法及纳米材料
CN110735160B (zh) * 2019-05-10 2021-06-11 湖北大学 一种上转换荧光防伪标签的制备方法
CN114437717B (zh) * 2022-01-07 2023-07-11 辽宁师范大学 具有光学双稳态特性的镱铒共掺氟化物荧光粉及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102199428A (zh) * 2011-04-11 2011-09-28 复旦大学 基于稀土掺杂的上转换纳米晶体的荧光编码微球及其制备方法
CN102559186A (zh) * 2010-12-23 2012-07-11 上海华明高技术（集团）有限公司 红外上转换荧光粉及其制备方法
CN103205256A (zh) * 2012-11-30 2013-07-17 西安理工大学 一种三氟醋酸盐溶液制备NaREF4上转换发光薄膜的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2589575A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-22 Valorbec Societe En Commandite Lanthanide-doped nayf4 nanocrystals, method of preparing and uses thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102559186A (zh) * 2010-12-23 2012-07-11 上海华明高技术（集团）有限公司 红外上转换荧光粉及其制备方法
CN102199428A (zh) * 2011-04-11 2011-09-28 复旦大学 基于稀土掺杂的上转换纳米晶体的荧光编码微球及其制备方法
CN103205256A (zh) * 2012-11-30 2013-07-17 西安理工大学 一种三氟醋酸盐溶液制备NaREF4上转换发光薄膜的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Eu3+/Er3+/Yb3+共掺杂对NaYF4上转换发光材料性能的影响;纪淋;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20150315(第3期);第B015-165页 *
Upconversion properties of Er3+–Yb3+:NaYF4 phosphors with a wide range of Yb3+ concentration;B.S. Cao等;《Journal of Luminescence》;20121027;第135卷;第128-132页 *
Yb3+掺杂对Er3+：NaYF4上转换发光的调制作用;李玲玲等;《光子学报》;20111231;第40卷;第46-49页 *
上转换材料NaYF4：Er3+,Yb3+纳米晶的制备;孙墨杰等;《吉林大学学报（理学版）》;20080731;第46卷(第4期);第765-768页 *
纳米NaYF4：Er3+,Yb3+上转换材料的合成及其性质研究;贾若琨等;《化工新型材料》;20081231;第36卷(第12期);第68-70页 *

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