CN106479501B - 上转换发光稀土Lu基氟化物材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供上转换发光稀土Lu基氟化物材料，其化学通式为：KGd2yLu1.6‑2x‑2yYb0.4RE2xF7其中，0≤x≤0.03，0≤y≤0.05，RE＝Tm或Er。本发明还提供一种上述上转换发光稀土Lu基氟化物材料的制备方法。本发明的上转换发光稀土Lu基氟化物材料可以在红外980nm激光激发下发出上转换发光，且其波长范围基本可以涵盖红外到紫外全波段。另外，本发明的制备方法具有简单、易于工业化生产等特点。
Description
技术领域
本发明涉及技术领域，尤其涉及一种上转换发光稀土Lu基氟化物材料及其制备方法。
背景技术
上转换发光现象在上世纪60年代就有报道。上转换发光是一种光致转换发光技术，利用长波长即低能量的光，激发照射上转换发光材料时，发出短波长即高能量的光的转换发光过程。上转换发光材料在红外探测、防伪、生物荧光标记、上转换激光器、三维立体显示等方面有广泛应用。
对于上转换发光基质材料研究集中于低声子能量材料，比如氟化物、卤化物、氟氧化物等。氟化物特别是六角相α-NaYF4研究较多，α-NaYF4是公认的上转换效率最高的上转换基质材料。2011年有关于六角相NaLuF4:Yb3+，Tm3+的报道(CrystEngComm，2011，13，3782-3787)。报道中说在980nm激发下，可产生强烈的紫外及蓝色上转换发光。与氟化稀土钠材料类似，氟化稀土钾材料亦是优良的基质材料，文献中鲜有报道(Luminescence，2016，31，1063–1068；J Rare Earth，2015，33，1261–1267)，但没有得到纯相物质。
探索新型上转换发光基质材料并开发其应用可拓宽稀土上转换发光材料研究范围，完善上转换发光机制，是一个新的研究方向。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种上转换发光稀土Lu基氟化物材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：
本发明提供一种上转换发光稀土Lu基氟化物材料，其化学通式为：
KGd2yLu1.6-2x-2yYb0.4RE2xF7 (1)
其中，0≤x≤0.03，0≤y≤0.05，RE＝Tm或Er。
本发明还可以通过以下技术措施进一步完善：
作为进一步改进，所述材料为正交晶系，具有KYb2F7结构。
作为进一步改进，所述材料在红外980nm激光激发下的上转换发光的波长范围为270nm至850nm。
本发明还提供一种上述的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照化学通式(1)中各稀土元素的化学计量比，分别称取含Lu3+的化合物、含Gd3 +的化合物、含Yb3+的化合物、含Er3+或Tm3+的化合物；
2)将称量好的化合物分散于去离子水中，并配制成含有上述正三价稀土元素的第一溶液；
3)将表面活性剂加入所述第一溶液并搅拌得到第二溶液；
4)按照F-与正三价稀土元素的摩尔比为8:0.5-2称量KF，并将KF溶于去离子水，配成第三溶液；
5)在搅拌条件下，将所述第三溶液逐滴加入所述第二溶液中得到白色浑浊液；
6)将所述白色混浊液转移到反应釜内密封，并保持温度为170-190℃反应10-15h；
7)冷却至室温后，去除上层清液，用去离子水和/或乙醇离心、洗涤沉淀，最后，干燥得到白色粉末。
作为进一步改进，在步骤1)中，所述含Lu3+的化合物、含Gd3+的化合物、含Yb3+的化合物、含Er3+或Tm3+的化合物为含有相应离子的氧化物。
作为进一步改进，在步骤2)中，所述将称量好的化合物分散于去离子水中，并配制成含有上述正三价稀土元素的第一溶液的步骤包括：将称量好的化合物分散于去离子水中，并加入HNO3后加热使所述化合物溶解形成所述第一溶液。
作为进一步改进，所述表面活性剂为PVP、PEI、PEG或其混合物。
作为进一步改进，在步骤6)中，保持温度为180℃并反应12h。
作为进一步改进，在步骤7)中，所述干燥的步骤为：在60℃真空干燥箱中干燥24h。
作为进一步改进，在步骤4)中，按照F-与正三价稀土元素的摩尔比为8:1称量KF。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
1、本发明的上转换发光稀土Lu基氟化物材料可以在红外980nm激光激发下发出上转换发光，且其波长范围基本可以涵盖红外到紫外全波段。
2、本发明的制备方法具有简单、易于工业化生产等特点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的制备方法流程图。
图2为本发明实施例提供的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的XRD图。
图3为本发明实施例提供的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的FE-SEM图片。
图4为本发明实施例提供的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的上转换发射光谱。
图5为本发明其他实施例提供的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的上转换发射光谱。
图6为本发明其他实施例提供的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的上转换发射光谱。
图7为本发明其他实施例提供的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的XRD图。
图8为本发明其他实施例提供的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的上转换发射光谱。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
上转换发光及其应用近年来得到了广泛的研究与应用。为了拓展上转换发光研究范围并进一步开发其应用，本发明提供了一种新型上转换发光Lu基氟化物材料，该材料颗粒形貌可控，其具有以下化学通式：
KGd2yLu1.6-2x-2yYb0.4RE2xF7 (1)
其中，0≤x≤0.03，0≤y≤0.05，RE＝Tm或Er。
所述材料为正交晶系，具有KYb2F7结构，其在红外980nm激光激发下的上转换发光的波长范围为270nm至850nm。
请参照图1，本发明实施例还提供一种上述的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照化学通式(1)中各稀土元素的化学计量比，分别称取含Lu3+的化合物、含Gd3 +的化合物、含Yb3+的化合物、含Er3+或Tm3+的化合物；
2)将称量好的化合物分散于去离子水中，并配制成含有上述正三价稀土元素的第一溶液；
3)将表面活性剂加入所述第一溶液并搅拌得到第二溶液；
4)按照F-与正三价稀土元素的摩尔比为8:0.5-2称量KF，并将KF溶于去离子水，配成第三溶液；
5)在搅拌条件下，将所述第三溶液逐滴加入所述第二溶液中得到白色浑浊液；
6)将所述白色混浊液转移到反应釜内密封，并保持温度为170-190℃反应10-15h；
7)冷却至室温后，去除上层清液，用去离子水和/或乙醇离心、洗涤沉淀，最后，干燥得到白色粉末。
在步骤1)中，所述含Lu3+的化合物、含Gd3+的化合物、含Yb3+的化合物、含Er3+或Tm3+的化合物为优选含有相应离子的氧化物。
在步骤2)中，所述将称量好的化合物分散于去离子水中，并配制成含有上述正三价稀土元素的第一溶液的步骤包括：将称量好的化合物分散于去离子水中，并加入HNO3后加热使所述化合物溶解形成所述第一溶液。
在步骤3)中，所述表面活性剂优选为PVP、PEI、PEG或其混合物。
在步骤4)中，优选的，按照F-与正三价稀土元素的摩尔比为8:1称量KF。
在步骤6)中，优选的，保持温度为180℃并反应12h。
在步骤7)中，所述干燥的步骤优选为：在60℃真空干燥箱中干燥24h。
实施例1
20mol％Yb3+，2mol％Er3+共掺KLu2F7
按化学计量比根据分子式KLu1.56Yb0.4Er0.04F7称取一定量的试剂:1.56mmol Lu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.04mmol Er2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mLKF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，密封，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为20mol％Yb3+，2mol％Er3+共掺KLu1.56Yb0.4Er0.04F7上转换发光材料。
请参照图2-5，图2(a)为该实施例样品的XRD图，与正交相KYbF7标准衍射谱(JCPDS27-0459)一致。图3(a)为该实施例样品的扫描电镜FE-SEM图片，为六角盘状微米颗粒。图4(a)为该实施例样品的上转换发射光谱，肉眼可观察到明亮的上转换发光。图5为该实施例样品的激发功率依赖上转换发射光谱，随着激发功率增加，上转换发射强度先增强后减弱，同时绿光发光峰型发生变化，红光、绿光亦发生变化。
实施例2
PEG辅助合成20mol％Yb3+，2mol％Er3+共掺KLu2F7
按化学计量比根据分子式KLu1.56Yb0.4Er0.04F7称取一定量的化学试剂:1.56mmolLu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.04mmol Er2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，加入2g PEG，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mL KF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌含有PEG的RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，密封，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水和乙醇洗涤白色沉淀各3次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为PEG辅助合成20mol％Yb3+，2mol％Er3+共掺KLu1.56Yb0.4Er0.04F7上转换发光材料。
请参照图2-3，图2(b)为该实施例样品的XRD图，与正交相KYbF7标准衍射谱(JCPDS27-0459)一致。图3(b)为该实施例样品的扫描电镜FE-SEM图片，为六角盘状微米颗粒。
实施例3
PVP辅助合成20mol％Yb3+，2mol％Er3+共掺KLu2F7
按化学计量比根据分子式KLu1.56Yb0.4Er0.04F7称取一定量的试剂:1.56mmol Lu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.04mmol Er2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，加入PVP为2g，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mL KF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌含有PVP的RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，密封，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水和乙醇洗涤白色沉淀各3次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为PVP辅助合成20mol％Yb3+，2mol％Er3+共掺KLu1.56Yb0.4Er0.04F7上转换发光材料。
请参照图2-3，图2(c)为该实施例样品的XRD图，与正交相KYbF7标准衍射谱(JCPDS27-0459)一致。图3(c)为该实施例样品的扫描电镜FE-SEM图片，为花状纳米片颗粒聚集体。
实施例4
PEI辅助合成20mol％Yb3+，2mol％Er3+共掺KLu2F7
按化学计量比根据分子式KLu1.56Yb0.4Er0.04F7称取一定量的试剂:1.56mmol Lu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.04mmol Er2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，加入PEI为5mL，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mL KF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌含有PEI的RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，密封，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水和乙醇洗涤白色沉淀各3次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为PEI辅助合成20mol％Yb3+，2mol％Er3+共掺KLu1.56Yb0.4Er0.04F7上转换发光材料。
请参照图2-3，图2(d)为该实施例样品的XRD图，与KYbF7标准衍射谱(JCPDS 27-0459)一致。图3(d)为该实施例样品的扫描电镜FE-SEM图片，为六角盘状微米颗粒。。
实施例5
20mol％Yb3+，0.5mol％Tm3+共掺KLu2F7的制备
按化学计量比根据分子式KLu1.59Yb0.4Tm0.01F7取一定量的试剂:1.59mmol Lu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.01mmol Tm2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mLKF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为KLu1.59Yb0.4Tm0.01F7上转换发光材料。
请参照图4、6，图4(b)、6(a)为该实施例样品的上转换发射光谱，可观察到Tm3+的紫外、蓝色及红外上转换发光。
实施例6
20mol％Yb3+，1mol％Tm3+共掺KLu2F7的制备
按化学计量比根据分子式KLu1.58Yb0.4Tm0.02F7取一定量的试剂:1.58mmol Lu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.02mmol Tm2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mLKF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为KLu1.58Yb0.4Tm0.02F7上转换发光材料。
请参照图6，图6(b)为该实施例样品的上转换发射光谱，可观察到Tm3+的紫外、蓝色及红外上转换发光。
实施例7
20mol％Yb3+，1.5mol％Tm3+共掺KLu2F7的制备
按化学计量比根据分子式KLu1.57Yb0.4Tm0.03F7取一定量的试剂:1.57mmol Lu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.03mmol Tm2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mLKF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为KLu1.57Yb0.4Tm0.03F7上转换发光材料。
请参照图6，图6(c)为该实施例样品的上转换发射光谱，可观察到Tm3+的紫外、蓝色及红外上转换发光。
实施例8
20mol％Yb3+，2.0mol％Tm3+共掺KLu2F7的制备
按化学计量比根据分子式KLu1.56Yb0.4Tm0.04F7取一定量的试剂:1.56mmol Lu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.04mmol Tm2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mLKF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为KLu1.56Yb0.4Tm0.04F7上转换发光材料。
请参照图6，图6(d)为该实施例样品的上转换发射光谱，可观察到Tm3+的紫外、蓝色及红外上转换发光。
实施例9
20mol％Yb3+，2.5mol％Tm3+共掺KLu2F7的制备
按化学计量比根据分子式KLu1.55Yb0.4Tm0.05F7取一定量的试剂:1.55mmol Lu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.05mmol Tm2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mLKF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为KLu1.55Yb0.4Tm0.05F7上转换发光材料。
请参照图6，图6(e)为该实施例样品的上转换发射光谱，可观察到Tm3+的紫外、蓝色及红外上转换发光。
实施例10
20mol％Yb3+，3.0mol％Tm3+共掺KLu2F7的制备
按化学计量比根据分子式KLu1.54Yb0.4Tm0.06F7取一定量的试剂:1.54mmol Lu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.06mmol Tm2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmol KF(99.9％)，配成20mLKF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为KLu1.54Yb0.4Tm0.06F7上转换发光材料。
请参照图6，图6(f)为该实施例样品的上转换发射光谱，可观察到Tm3+的紫外、蓝色及红外上转换发光。
实施例11
20mol％Yb3+，0.5mol％Tm3+，1mol％Gd3+共掺KLu2F7的制备
按化学计量比根据分子式KLu1.57Gd0.02Yb0.4Tm0.01F7取一定量的试剂:1.57mmolLu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.02mmol Gd2O3，0.01mmol Tm2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmolKF(99.9％)，配成20mL KF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，密封，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为KLu1.57Gd0.02Yb0.4Tm0.01F7上转换发光材料。
请参照图7、8，图7(a)为该实施例样品的XRD图，与正交相KYbF7标准衍射谱(JCPDS27-0459)一致。图8(a)为该实施例样品的上转换发射光谱，可观察到Gd3+的紫外及Tm3+的紫外、蓝色及红外上转换发光。
实施例12
20mol％Yb3+，0.5mol％Tm3+，3mol％Gd3+共掺KLu2F7的制备
按化学计量比根据分子式KLu1.53Gd0.06Yb0.4Tm0.01F7取一定量的试剂:1.53mmolLu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.06mmol Gd2O3，0.01mmol Tm2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmolKF(99.9％)，配成20mL KF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，密封，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为KLu1.53Gd0.06Yb0.4Tm0.01F7上转换发光材料。
请参照图7、8，图7(b)为该实施例样品的XRD图，与正交相KYbF7标准衍射谱(JCPDS27-0459)一致。图8(b)为该实施例样品的上转换发射光谱，可观察到Gd3+的紫外及Tm3+的紫外、蓝色及红外上转换发光。
实施例13
20mol％Yb3+，0.5mol％Tm3+，5mol％Gd3+共掺KLu2F7的制备
按化学计量比根据分子式KLu1.49Gd0.1Yb0.4Tm0.01F7取一定量的试剂:1.49mmolLu2O3，0.40mmol Yb2O3，0.1mmol Gd2O3，0.01mmol Tm2O3；将称量好的原料以去离子水分散，加入HNO3，加热，加入去离子水，加热，如此反复3次，最终配制成15mL RE(NO3)3；称量32mmolKF(99.9％)，配成20mL KF溶液；将所得KF溶液逐滴加入磁力搅拌RE(NO3)3溶液中，得到白色混浊溶液；将所得混浊溶液磁力搅拌15min；将白色混浊溶液转移到50mL聚四氟乙烯不锈钢反应釜内，密封，180℃，保持12h；待反应釜冷却至室温，将上层清液倒掉，用离心机7000转/分钟去离子水洗涤白色沉淀3次，乙醇洗涤1次，真空干燥箱中60℃干燥24h，得到目标发光材料即为KLu1.49Gd0.1Yb0.4Tm0.01F7上转换发光材料。
请参照图7、8，图7(c)为该实施例样品的XRD图，与正交相KYbF7标准衍射谱(JCPDS27-0459)一致。图8(c)为该实施例样品的上转换发射光谱，可观察到Gd3+的紫外及Tm3+的紫外、蓝色及红外上转换发光。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种上转换发光稀土Lu基氟化物材料，其特征在于，其化学通式为：
KGd2yLu1.6-2x-2yYb0.4RE2xF7(1)
其中，0﹤x≤0.03，0﹤y≤0.05，RE＝Tm或Er。
2.按照权利要求1所述上转换发光稀土Lu基氟化物材料，其特征在于，所述材料为正交晶系，具有KYb2F7结构。
3.按照权利要求1所述上转换发光稀土Lu基氟化物材料，其特征在于，所述材料在红外980nm激光激发下的上转换发光的波长范围为270nm至850nm。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的上转换发光稀土Lu基氟化物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照化学通式(1)中各稀土元素的化学计量比，分别称取含Lu3+的化合物、含Gd3+的化合物、含Yb3+的化合物、含Er3+或Tm3+的化合物；
2)将称量好的化合物分散于去离子水中，并配制成含有上述正三价稀土元素的第一溶液；
3)将表面活性剂加入所述第一溶液并搅拌得到第二溶液；
4)按照F-与正三价稀土元素的摩尔比为8:0.5-2称量KF，并将KF溶于去离子水，配成第三溶液；
5)在搅拌条件下，将所述第三溶液逐滴加入所述第二溶液中得到白色混 浊液；
6)将所述白色混浊液转移到反应釜内密封，并保持温度为170-190℃反应10-15h；
7)冷却至室温后，去除上层清液，用去离子水和/或乙醇离心、洗涤沉淀，最后，干燥得到白色粉末。
5.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述含Lu3+的化合物、含Gd3+的化合物、含Yb3+的化合物、含Er3+或Tm3+的化合物为含有相应离子的氧化物。
6.按照权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述将称量好的化合物分散于去离子水中，并配制成含有上述正三价稀土元素的第一溶液的步骤包括：将称量好的化合物分散于去离子水中，并加入HNO3后加热使所述化合物溶解形成所述第一溶液。
7.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为PVP、PEI、PEG或其混合物。
8.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤6)中，保持温度为180℃并反应12h。
9.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤7)中，所述干燥的步骤为：在60℃真空干燥箱中干燥24h。
10.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤4)中，按照F-与正三价稀土元素的摩尔比为8:1称量KF。
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