CN110846033A - 一种防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料及其制备方法 - Google Patents

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邹华
黄玉凤
王�锋
陈冰
胡益丰
朱小芹
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    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7776—Vanadates; Chromates; Molybdates; Tungstates

Abstract

本发明属于上转换发光材料技术领域，具体涉及一种防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料及其制备方法，该材料的化学通式为Sc2‑ 2xLn2xM3O12，其中Ln为Er、Ho、Tm、Yb、Gd、Dy中的一种或几种，M为Mo或者W，0<x≤0.40。本发明制备的上转换发光材料由于其负热膨胀性能，可以实现和常规材料迥异的温度升高发光光增强，这为将来通过温度任意调控发光强度提供了可能的材料和研究思路。

Description

一种防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料及其制备方法
技术领域
本发明属于上转换发光材料技术领域，具体涉及一种防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料及其制备方法。
背景技术
近年来，由于和普通材料热胀冷缩性质相反，具有热缩冷胀的特殊性质，负热膨胀材料的研究已受到各国的普遍关注(Xiansheng Liu 等,Journal of alloys andcompounds,2019,776,236-241)。目前，已发现数类物质具有负热膨胀效应，如具有开放式骨架结构且化学通式为AM2O8、AM2O7和A2(MO4)3的系列化合物。其中，尤其以A2(MO4)3系列化合物最受关注，主要是由于其具有响应温度范围宽、成分灵活多变，三价离子存在易于掺杂和替代等(W.Miller等，Journal of Materials Science,2009,44,5441-5451)。
但目前的研究发现，在A2(MO4)3系列化合物，当A离子半径较大时，如Y2(MoO4)3，材料具有较强的吸水性，这种较强的吸收水会导致负热膨胀性能的消失。所以，对吸水性较强负热膨胀材料，只有在结晶水完全释放后才表现出负热膨胀(Erjun Liang等，J.Phys.Chem.C,2008,112,6577-6581)。由于Sc3+具有较小的离子半径，所以，Sc2(WO4)3和Sc2(MoO4)3被认为该系列中惟一在大温度范围内负热膨胀且不具吸水性的材料(梁源等，物理学报，2014，63，28106)。所以以Sc2M3O12(M＝Mo，W)为基质的材料和其他的A2(MO4)3负热膨胀材料相比，具有更优良的性能。当此材料掺杂发光中心以后，在具备负热膨胀调控发光的同时，材料也能更好的具备防水性，具备了更大的应用领域，在实际应用中也会有更大的价值。
发明内容
本发明主要提供了一种防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料及其制备方法，上转换发光材料由于其负热膨胀性能，可以实现和常规材料迥异的温度升高发光光增强，这为将来通过温度任意调控发光强度提供了可能的材料和研究思路。其技术方案如下：
一种防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料，其特征在于：该材料的化学通式为Sc2-2xLn2xM3O12，其中Ln为Er、Ho、Tm、Yb、Gd、Dy中的一种或几种，M为Mo或者W，0<x≤0.40。
优选的，Er-Yb共掺杂作为绿色发光中心，Ho-Yb共掺杂作为红色发光中心，Tm-Yb共掺杂作为绿色发光中心。
优选的，制备该材料的原料为各元素以氧化物、碳酸盐、草酸盐、醋酸盐、氢氧化物形式存在的化合物。
上述防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料的制备方法包括以下步骤：
(1)按化学式Sc2-2xLn2xM3O12中的化学计量比，将原料混合均匀；
(2)煅烧；
(3)冷却研磨得上转换发光材料。
优选的，在煅烧前还包括预烧过程，预烧完成后研磨成粉末进行最终煅烧。
优选的，预烧温度为400-700℃，时间为2-30h。
优选的，煅烧温度为800-1200℃，时间为2-10h。
优选的，煅烧温度钨酸体系为1100℃，钼酸体系为900-1000℃。
优选的，煅烧的气氛为空气或纯氧。
优选的，步骤(1)中均匀混合的方法为机械球磨或溶胶凝胶法，机械球磨的溶剂为水或酒精。
采用上述方案，本发明具有以下优点：
本发明以Sc2M3O12(M为W或Mo)为发光材料的基质，此种材料化学稳定性好，稀土掺杂时淬灭浓度高。更重要的是，这种材料基本不具备吸水性，这就使得空气中的湿度不会影响材料的发光性能。再结合升高温度发光增强的特性，材料就具备应用到高温上转换成像，高温、高灵敏度的温度传感器，和激光防伪等方面的潜力。
附图说明
图1为实施例1和实施例2中得到的样品的X射线衍射图谱；
图2为实施例1中得到的样品S1.6Er0.04Yb0.36Mo3O12的常温发光光谱；
图3为实施例1中得到的样品Sc1.6Er0.04Yb0.36Mo3O12上转换在不同温度下的发光光谱图；
图4为实施例1中得到的样品Sc1.6Er0.04Yb0.36Mo3O12不同发光峰位的强度随温度变化的谱图；
图5为实施例2中得到的样品Sc1.6Ho0.04Yb0.36Mo3O12的常温发光光谱；
图6为实施例2中得到的样品Sc1.6Ho0.04Yb0.36Mo3O12上转换在不同温度下的发光光谱图；
图7为实施例2中得到的样品Sc1.6Er0.04Yb0.36Mo3O12不同发光峰位的强度随温度变化的谱图；
图8为实施例3中得到的样品Sc1.6Tm0.04Yb0.36Mo3O12的常温发光光谱；
图9为实施例3中得到的样品Sc1.6Tm0.04Yb0.36Mo3O12上转换在不同温度下的发光光谱图；
图10为实施例3中得到的样品Sc1.6Tm0.04Yb0.36Mo3O12不同发光峰位的强度随温度变化的谱图。
具体实施方式
以下实施例中的实验方法如无特殊规定，均为常规方法，所涉及的实验试剂及材料如无特殊规定均为常规生化试剂和材料。
实施例1
本实施例制备的Sc1.6Er0.04Yb0.36 Mo 3O12材料过程如下：
1)按照Sc1.6Er0.04Yb0.36 Mo 3O12的摩尔比，称取Sc2O3、Yb2O3、MoO3、Er2O3各合适的质量，用无水乙醇研磨2-3遍，使其混合均匀；
2)研磨后样品在80摄氏度烘箱中放置两小时烘干，然后粉末放入刚玉舟中，再将装有药品刚玉舟放入高温炉，在500摄氏度于空气气氛下保温6小时，然后自然降温到常温；
3)从高温炉中取出样品，再用酒精研磨2-3遍后，烘干；
4)最后，将烘干后样品放入刚玉舟中，将其放入高温炉中，在空气气氛下缓慢升温到900摄氏度，保温6小时，然后自然冷却，取出待用。
实施例2
本实施例制备的Sc1.6Ho0.04Yb0.36Mo3O12材料过程如下：
1)按照Sc1.6Ho0.04Yb0.36Mo3O12的摩尔比，称取Sc2O3、Yb2O3、MoO3、Ho2O3各合适的质量，用无水乙醇研磨2-3遍，使其混合均匀；
2)研磨后样品在80摄氏度烘箱中放置两小时烘干，然后粉末放入刚玉舟中。再将装有药品刚玉舟放入高温炉，在500摄氏度于空气气氛下保温6小时，然后自然降温到常温；
3)从高温炉中取出样品，再用酒精研磨2-3遍后，烘干；
4)最后，将烘干后样品放入刚玉舟中，将其放入高温炉中，在空气气氛下缓慢升温到900摄氏度，保温6小时，然后自然冷却，取出待用。
实施例3
本实施例制备的Sc1.6Tm0.04Yb0.36Mo3O12材料过程如下：
1)按照Sc1.6Tm0.04Yb0.36Mo3O12的摩尔比，称取Sc2O3、Yb2O3、MoO3、Tm2O3各合适的质量，用无水乙醇研磨2-3遍，使其混合均匀；
2)研磨后样品在80摄氏度烘箱中放置两小时烘干，然后粉末放入刚玉舟中。再将装有药品刚玉舟放入高温炉，在500摄氏度于空气气氛下保温6小时，然后自然降温到常温；
3)从高温炉中取出样品，再用酒精研磨2-3遍后，烘干；
4)最后，将烘干后样品放入刚玉舟中，将其放入高温炉中，在空气气氛下缓慢升温到900摄氏度，保温6小时，然后自然冷却，取出待用。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料，其特征在于：该材料的化学通式为Sc2-2xLn2xM3O12，其中Ln为Er、Ho、Tm、Yb、Gd、Dy中的一种或几种，M为Mo或者W，0<x≤0.40。
2.根据权利要求1所述的防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料，其特征在于：Er-Yb共掺杂作为绿色发光中心，Ho-Yb共掺杂作为红色发光中心，Tm-Yb共掺杂作为绿色发光中心。
3.根据权利要求1所述的防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料，其特征在于：制备该材料的原料为各元素以氧化物、碳酸盐、草酸盐、醋酸盐、氢氧化物形式存在的化合物。
4.一种如权利要求1所述的防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按化学式Sc2-2xLn2xM3O12中的化学计量比，将原料混合均匀；
(2)煅烧；
(3)冷却研磨得上转换发光材料。
5.根据权利要求4所述的防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料的制备方法，其特征在于：在煅烧前还包括预烧过程，预烧完成后研磨成粉末进行最终煅烧。
6.根据权利要求5所述的防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料的制备方法，其特征在于：预烧温度为400-700℃，时间为2-30h。
7.根据权利要求4所述的防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料的制备方法，其特征在于：煅烧温度为800-1200℃，时间为2-10h。
8.根据权利要求7所述的防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料的制备方法，其特征在于：煅烧温度钨酸体系为1100℃，钼酸体系为900-1000℃。
9.根据权利要求4所述的防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料的制备方法，其特征在于：煅烧的气氛为空气或纯氧。
10.根据权利要求4所述的防潮性能优良的稀土掺杂上转换发光材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中均匀混合的方法为机械球磨或溶胶凝胶法，机械球磨的溶剂为水或酒精。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111778025A (zh) * 2020-07-27 2020-10-16 江西理工大学 铒镱共掺钼酸钪热增强上下转换发光材料及其制备方法
CN116004231A (zh) * 2023-01-18 2023-04-25 海南大学 一种稀土掺杂的负热膨胀发光材料及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104870605A (zh) * 2012-12-21 2015-08-26 默克专利有限公司 无机发光材料
CN105694882A (zh) * 2016-03-14 2016-06-22 南京工业大学 一种增强稀土掺杂钨酸钪上转换发光强度的方法
CN108276999A (zh) * 2018-01-30 2018-07-13 南京信息工程大学 一种掺铕钼酸镧红色荧光粉的制备方法
CN109735337A (zh) * 2019-01-21 2019-05-10 南京工业大学 一种钪基稀土发光材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104870605A (zh) * 2012-12-21 2015-08-26 默克专利有限公司 无机发光材料
CN105694882A (zh) * 2016-03-14 2016-06-22 南京工业大学 一种增强稀土掺杂钨酸钪上转换发光强度的方法
CN108276999A (zh) * 2018-01-30 2018-07-13 南京信息工程大学 一种掺铕钼酸镧红色荧光粉的制备方法
CN109735337A (zh) * 2019-01-21 2019-05-10 南京工业大学 一种钪基稀土发光材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BEI ZHAO等: "Controllable synthesis of Sc2Mo3O12 microcrystals with exposed {001} facets and their remarkable tunable luminescence properties by doping lanthanides", 《CRYSTENGCOMM》 *
JING LI等: "Photoluminescence properties of a novel red-emitting phosphor Eu3+ activated scandium molybdate for white light emitting diodes", 《MATERIALS RESEARCH BULLETIN》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111778025A (zh) * 2020-07-27 2020-10-16 江西理工大学 铒镱共掺钼酸钪热增强上下转换发光材料及其制备方法
CN111778025B (zh) * 2020-07-27 2022-07-08 江西理工大学 铒镱共掺钼酸钪热增强上下转换发光材料及其制备方法
CN116004231A (zh) * 2023-01-18 2023-04-25 海南大学 一种稀土掺杂的负热膨胀发光材料及其制备方法与应用

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