[发明专利]以YbMoO4为基质的稀土掺杂光致发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种发光材料及其制备方法。

背景技术

光致发光是指材料通过吸收入射光辐照后产生激发态发射而发光的现象。稀土元素因其 独特的电子层结构，具有一般元素所无法比拟的光谱性质，可以发射从紫外、可见到红外光 区的各种波长电磁辐射，几乎覆盖了整个固体发光的范畴。被用作荧光材料的基质成分或是 激活剂的稀土离子统称为稀土发光材料，其具有吸收能力强、转换率高、物理化学性质稳定 等特点，广泛应用于显示显像、光电子学器件、新光源、X射线增感屏、核物理、辐射场的 探测和记录、医学放射学图像的各种摄像技术，印刷标识防伪、光学传感、全固化短波长激 光器以及生物标识等领域并不断向其他新兴技术领域扩展。高性能的稀土掺杂光致发光材料， 除了要具有高效率发射能级的激活离子和合适的激发通道以外，基质材料的选择也显著影响 发光特性及其应用领域。目前被广泛看好且研究较多的是β相NaYF₄体系，并已被应用于生 物医学成像、疾病诊断和传感器等。一般认为2mol％Er³⁺-20mol％Yb³⁺共掺杂β相NaYF₄纳米晶具有很高的发光效率。相对于氟化物基质材料，氧化物由于具有良好的化学稳定性和 力学特性近年来也受到人们的重视，但氧化物较高的声子能量导致其发光效率不高，因此亟 需开发新型氧化物基质的高效发光材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备方法简单、成本低廉、发光效率高、适合批量生产的以 YbMoO₄为基质的稀土掺杂光致发光材料及其制备方法。

本发明的以YbMoO₄为基质的稀土掺杂光致发光材料，是一种通过七钼酸铵 ((NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O)、硝酸镱(Yb(NO₃)₃·5H₂O)和硝酸铒(Er(NO₃)₃·5H₂O)进行反应获得的稀土 Er掺杂YbMoO₄光致发光材料。

上述以YbMoO₄为基质的稀土掺杂光致发光材料的制备方法如下：

1)原料：硝酸铒(Er(NO₃)₃·5H₂O)、硝酸镱(Yb(NO₃)₃·5H₂O)和七钼酸铵 ((NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O)，上述原料的摩尔比为0～7:0～7:1；上述原料均为固体晶体粉末；其中稀 土Er元素能够替换为其它稀土发光元素。

2)按照0.14M的浓度将硝酸铒(Er(NO₃)₃·5H₂O)和硝酸镱(Yb(NO₃)₃·5H₂O)溶解于乙醇中， 搅拌至完全溶解得到A溶液；

3)按照0.14M的浓度将七钼酸铵((NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O)溶解于去离子水中并搅拌至完全 溶解得到B溶液，再用1M的NaOH溶液将B溶液的pH值调至7.0；

4)将B溶液缓慢倒入保持搅拌的A溶液中，搅拌速度为300转/分钟，强烈搅拌1小时；

5)将步骤4)的溶液置于干燥箱以100℃干燥12小时，随后放入马弗炉中，在空气气氛 下以8℃/min的速率升至500～800℃，并在该温度保持2小时，保温结束后随炉冷却，即可 得到以YbMoO₄为基质的稀土掺杂光致发光材料。

本发明的以YbMoO₄为基质的稀土掺杂光致发光材料能够进行大浓度范围的稀土元素掺 杂，稀土Er³⁺离子能够大浓度均匀分散在YbMoO₄基质中，在976nm红外激光和325nm紫 外激光激发下能够获得绿色、红色和红外上转换和下转换光致发光。