CN109880615B - 一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法 - Google Patents
一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109880615B CN109880615B CN201910289556.XA CN201910289556A CN109880615B CN 109880615 B CN109880615 B CN 109880615B CN 201910289556 A CN201910289556 A CN 201910289556A CN 109880615 B CN109880615 B CN 109880615B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction product
- luminescent material
- reaction
- calcination
- conversion luminescent
- 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
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 title description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 title description 2
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 11
- XIOPWXFTXDPBEY-UHFFFAOYSA-N ytterbium(3+);trinitrate;pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Yb+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XIOPWXFTXDPBEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 10
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- PEYIBPJKEYRLDB-UHFFFAOYSA-N thulium(3+);trinitrate;pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Tm+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PEYIBPJKEYRLDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- -1 rare earth ion Chemical class 0.000 abstract description 11
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATLJOUJUCRBASY-UHFFFAOYSA-N [Tm].[Yb] Chemical compound [Tm].[Yb] ATLJOUJUCRBASY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000002091 nanocage Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及发光材料技术领域,尤其涉及一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法。本发明提供了一种七铝酸十二钙上转换发光材料的制备方法,包括以下步骤:步骤一:将氢氧化钙、氢氧化铝、五水硝酸铥和五水硝酸镱,加入无水乙醇得到混合溶液,并进行第一溶剂热反应得到第一反应产物,之后将第一反应产物进行第一煅烧得到C12A7材料;步骤二:将氢氧化钙、氢氧化铝、五水硝酸镱,加入无水乙醇进行球磨,再加入经过超声分散的C12A7材料进行第二溶剂热反应得到第二反应产物,将所述第二反应产物进行第二煅烧得到七铝酸十二钙上转换材料。本发明能有效解决现有技术缺少利用包覆技术来提高稀土离子掺杂C12A7材料的技术缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及发光材料技术领域,尤其涉及一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法。
背景技术
上转换发光材料是一种可以把近红外光转换为可见光的材料。与传统的发光材料,如有机染料,量子点等相比,上转化发光材料具有窄的发射峰,大的斯托克斯位移,良好的化学稳定性,低细胞毒性等优点。因此,此种材料能很好地应用于生物医学领域,并且有望成为新一代发光生物探针。
为了制得性能优异的上转换发光材料,合适的基质材料的选择显得尤为重要,而七铝酸十二钙12CaO·7Al2O3(C12A7)因其特殊的结构特点,成为本发明中基质材料的首选。C12A7是一种具有独特纳米笼状结构的氧化物材料。其晶胞由两个12CaO·7Al2O3分子构成并组成了十二个笼子,外部的晶格框架由[Ca24Al28O64]4+构成,剩余的两个O2-离子在笼子骨架外部游离,保持笼子的电中性,由于氧离子与钙离子之间的距离比它们自身半径大,因此笼子对氧离子的束缚很弱。这种对氧离子的弱束缚使得C12A7的对称性容易发生变化,有利于稀土离子的掺杂,使其成为一种非常理想的稀土掺杂基质材料。
稀土掺杂的上转换发光材料由于表面缺陷的存在,会增大稀土离子能级之间无辐射跃迁的几率,导致其上转换发光效率很低,限制了其在生物医学领域的广泛应用。针对这个存在于上转换发光材料中的问题,本发明通过溶剂热的方法,制备出具有核壳结构(C12A7包覆C12A7)的上转换发光材料,从而实现高效率的光-光转换,提高其上转换发光效率,为上转换发光材料在生物医学领域的应用拓宽了道路。
虽然在上转换发光材料领域用来提高上转换发光效率的方法有很多,如:提高敏化剂离子浓度、提高煅烧温度等。但是,利用包覆技术来提高稀土离子掺杂C12A7材料的相关研究目前并未见报道。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法,能有效解决现有技术缺少利用包覆技术来提高稀土离子掺杂C12A7材料的技术缺陷。
本发明提供了一种七铝酸十二钙上转换发光材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将氢氧化钙、氢氧化铝、五水硝酸铥和五水硝酸镱,加入无水乙醇进行球磨,然后将球磨后的混合溶液进行第一溶剂热反应得到第一反应产物,之后将所述反应产物进行第一煅烧得到C12A7材料;
步骤二:将氢氧化钙、氢氧化铝、五水硝酸镱,加入无水乙醇进行球磨,再加入经过超声分散的C12A7材料进行第二溶剂热反应得到第二反应产物,将所述第二反应产物进行第二煅烧得到七铝酸十二钙上转换发光材料。
优选的,所述第一溶剂热反应的温度为150℃。
优选的,所述第一溶剂热反应的时间为6小时。
优选的,所述第二溶剂热反应的温度为150℃~180℃。
优选的,所述第二溶剂热反应的时间为6~12个小时。
优选的,所述第一煅烧的温度为1200℃。
优选的,所述第二煅烧的温度为800~1200℃。
优选的,步骤1中在进行第一溶剂热反应之后,第一煅烧之前还包括将所述第一反应产物进行过滤和干燥。
优选的,步骤2中在进行第二溶剂热反应之后,第二煅烧之前还包括将所述第二反应产物进行过滤和干燥。
本发明提供了一种七铝酸十二钙上转换发光材料,由上述的制备方法制得。
本发明提供的七铝酸十二钙上转换发光材料以C12A7为基质材料,并选择镱铥为发光稀土离子对,利用溶剂热法制备出了上转换发光材料,通过包覆实验钝化其表面缺陷,提高上转换发光效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明提供的七铝酸十二钙上转换发光材料的荧光光谱图;
图2为本发明提供的七铝酸十二钙上转换发光材料的XRD图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法,能有效解决现有技术缺少利用包覆技术来提高稀土离子掺杂C12A7材料的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
步骤一:核(C12A7:Yb3.0/Tm0.2)的制备。称取氢氧化钙1.8782g、氢氧化铝2.3068g、五水硝酸铥0.0505g和五水硝酸镱0.7645g,加入80ml酒精进行球磨,然后将球磨后的混合溶液移至反应釜中,在150℃下保温6个小时,冷却至室温后,进行过滤,在90℃条件下干燥12个小时,再在马弗炉中进行煅烧,煅烧温度为1200℃冷却至室温后,研磨得粉末样品C12A7:Yb3.0/Tm0.2。
步骤二:称取氢氧化钙0.0449g、氢氧化铝0.0551g、五水硝酸镱0g(0mol%),加入20ml无水乙醇球磨,再称取0.1g步骤一中制得的C12A7:Yb3.0/Tm0.2倒入100ml烧杯中,加入60ml无水乙醇超声分散30min。;
步骤三:将球磨后的混合溶及超声分散后的C12A7:Yb3.0/Tm0.2移至同一反应釜中,在150℃下保温6个小时;
步骤四:冷却至室温后,进行过滤,在90℃条件下干燥12个小时;
步骤五:在马弗炉中进行煅烧,煅烧温度为1200℃。
步骤六:冷却至室温后,研磨得粉末样品。
实施例2
本实施例与实施例1不同的是步骤二中的氢氧化钙、氢氧化铝和五水硝酸镱可以按钙、铝原子的摩尔比为12:14,五水硝酸镱的掺杂浓度为0~4mol%进行自由搭配。其它与实施例1相同。
实施例3
本实施例与实施例1不同的是:步骤二中氢氧化钙、氢氧化铝、五水硝酸镱的总质量在保证钙、铝原子的摩尔比为12:14的情况下从0.1g~0.18g变化。其他与实施例1相同。
实施例4
本实施例与实施例1不同的是:步骤四中的干燥温度为90℃,干燥时间为10小时。其它与实施例1相同。
综上所述,图1为本发明实施例2提供的七铝酸十二钙上转换发光材料的荧光光谱图,具体为在980nm波长激发光激发下,不同Yb3+掺杂浓度时C12A7包覆C12A7:Yb3.0/Tm0.2上转换发光材料的荧光光谱图,由图1可知,在980nm激发光源的激发下本发明实施例二制得的C120A7包覆C12A7:Yb3.0/Tm0.2成功实现了上转换发光强度的增强;
图2本发明实施例2提供的七铝酸十二钙上转换发光材料的XRD图,具体为在不同Yb3+掺杂浓度时C12A7包覆C12A7:Yb3.0/Tm0.2上转换发光材料的XRD图。由图2可知明本发明实施例二制得的上转换发光材料能与C12A7的标准卡片相对应,所以包覆实验制得的核和壳都为C12A7。
显然,如上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种七铝酸十二钙上转换发光材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:将氢氧化钙、氢氧化铝、五水硝酸铥和五水硝酸镱,加入无水乙醇进行球磨,然后将球磨后的混合溶液进行第一溶剂热反应得到第一反应产物,之后将所述反应产物进行第一煅烧得到C12A7材料;
步骤二:将氢氧化钙、氢氧化铝、五水硝酸镱,加入无水乙醇进行球磨,再加入经过超声分散的C12A7材料进行第二溶剂热反应得到第二反应产物,将所述第二反应产物进行第二煅烧得到七铝酸十二钙上转换发光材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂热反应的温度为150℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂热反应的时间为6小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第二溶剂热反应的温度为150℃~180℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第二溶剂热反应的时间为6~12个小时。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一煅烧的温度为1200℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第二煅烧的温度为800~1200℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1中在进行第一溶剂热反应之后,第一煅烧之前还包括将所述第一反应产物进行过滤和干燥。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2中在进行第二溶剂热反应之后,第二煅烧之前还包括将所述第二反应产物进行过滤和干燥。
10.一种七铝酸十二钙上转换发光材料,其特征在于,由权利要求1~9任意一项所述的制备方法制得。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910289556.XA CN109880615B (zh) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | 一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910289556.XA CN109880615B (zh) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | 一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109880615A CN109880615A (zh) | 2019-06-14 |
CN109880615B true CN109880615B (zh) | 2021-09-03 |
Family
ID=66936998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910289556.XA Expired - Fee Related CN109880615B (zh) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | 一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109880615B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110330968B (zh) * | 2019-08-12 | 2022-07-29 | 广东工业大学 | 一种上转换发光材料及其制备方法与应用 |
CN114250072B (zh) * | 2020-09-21 | 2023-09-26 | 广东工业大学 | 一种荧光复合材料及其制备方法 |
ES2897523B2 (es) | 2021-08-10 | 2022-07-18 | Advanced Thermal Devices S L | Cátodo basado en el material C12A7:e ''electride'' para la emisión termiónica de electrones y procedimiento para el empleo del mismo |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102174323A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 镱铥双掺七铝酸十二钙多晶及其制备方法 |
CN106145667A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-23 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种稀土掺杂的铝酸钙玻璃及其制备方法 |
CN107011894A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-08-04 | 广东工业大学 | 一种具有上转换光色可调性的稀土离子掺杂七铝酸十二钙多晶粉及其制备方法与应用 |
CN109292805A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-02-01 | 广东工业大学 | 一种花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙及其在温度传感器中的应用 |
CN109439320A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-03-08 | 广东工业大学 | 一种花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙及其制备方法 |
-
2019
- 2019-04-11 CN CN201910289556.XA patent/CN109880615B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102174323A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 镱铥双掺七铝酸十二钙多晶及其制备方法 |
CN106145667A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-23 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种稀土掺杂的铝酸钙玻璃及其制备方法 |
CN107011894A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-08-04 | 广东工业大学 | 一种具有上转换光色可调性的稀土离子掺杂七铝酸十二钙多晶粉及其制备方法与应用 |
CN109292805A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-02-01 | 广东工业大学 | 一种花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙及其在温度传感器中的应用 |
CN109439320A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-03-08 | 广东工业大学 | 一种花状铥镱双掺杂七铝酸十二钙及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Multicolor-tunable upconversion emission of lanthanide doped 12CaO·7Al2O3 polycrystals;Yannan Qian 等;《Materials Letters》;20180227;269–271 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109880615A (zh) | 2019-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109880615B (zh) | 一种七铝酸十二钙上转换发光材料及其制备方法 | |
Liu et al. | Eu2+-doped high-temperature phase Ca3SiO4Cl2: A yellowish orange phosphor for white light-emitting diodes | |
CN111423881B (zh) | 一种Cr3+掺杂的近红外发光材料及其制备方法 | |
CN108927140B (zh) | 一种具有上转换单红光发射和光催化双功能特性的稀土掺杂钒酸铋材料及其制备方法和应用 | |
CN105754598A (zh) | 稀土掺杂纳米球型TiO2上转换化合物及其制备方法 | |
CN101974334A (zh) | 一种汞灯用单相稀土钒磷酸盐白光荧光粉及其制备方法 | |
Li et al. | SrIn2O4: Eu3+, Sm3+: A red emitting phosphor with a broadened near-ultraviolet absorption band for solid-state lighting | |
CN112457847A (zh) | 一种Mn/Cr共掺杂Li2MgAO4的近红外荧光粉及其制备方法 | |
CN102585828B (zh) | 一种掺杂Yb3+的钒酸盐上转换荧光材料及其制备方法 | |
CN104971710B (zh) | 一种具有发光性能的光催化剂及其制备方法和用途 | |
CN105219388A (zh) | 一种铒掺杂氧化镧钇发光材料及其制备方法 | |
Zhou et al. | Concentration-dependent up-converted luminescence of Ho3+–Yb3+ co-doped yttrium-stabilized zirconia phosphors | |
CN107629791A (zh) | 一种Mn4+离子掺杂的红色荧光粉、制备方法及应用 | |
CN109337687B (zh) | 一种铒离子敏化上转换荧光粉及其制备方法与应用 | |
CN112300783B (zh) | 一种具有核壳结构的铌酸锂上转换发光材料及其制备方法 | |
CN110055064A (zh) | 一种氧化物基上转换荧光材料及其制备方法 | |
CN112442369B (zh) | 一种钙离子掺杂增强上转换红光发射材料及其制备方法 | |
CN104830344B (zh) | 一种Er3+,Yb3+共掺YOF红色上转换荧光材料的制备方法 | |
CN107699239A (zh) | 一种锑酸镧基发光材料、制备及其应用 | |
CN104745188B (zh) | 一种Sm3+为发光中心的钛酸镧红色荧光材料及其制备方法 | |
CN111302802B (zh) | 一种上转换发光陶瓷及其制备方法 | |
CN108841384B (zh) | 一种上转换荧光粉及其制备方法 | |
CN107794042B (zh) | 一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料及其制备方法 | |
CN109233829B (zh) | 一种镁铒镱三掺铌酸钠及其制备方法和应用 | |
CN112126432A (zh) | 一种镱铒共掺氟氧化铋化合物上转换材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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: 20210903 |