[发明专利]一种钇铈复合氧化物基上转换发光材料及其制备方法

说明书

为解决上转换发光材料领域的氧化物基上转换发光材料发光效率低，发光强度达不到实际应用要求的问题，本发明提供了一种钇铈复合氧化物基上转换发光材料及其制备方法。所述发光材料的化学式为Y_(2‑x‑y)RE_xYb_yCeO₅，其中：0.0002≤x≤0.035，0.01≤y≤0.25；其制备方法为：采用溶胶‑凝胶法制备前驱体，经干燥、研磨后，于900～1300℃煅烧1～4h，获得一系列掺稀土的钇铈复合氧化物基上转换发光材料。该发光材料具有制备工艺简单，粉体颗粒小、物相单一、化学稳定性好、980nm红外光激发下发光强度高等优点，已能够满足防伪技术等实际应用领域的要求，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一类980nm红外光激发下高发光强度钇铈复合氧化物基上转换发光材料及其制备方法，属于发光材料领域。

背景技术

上转换发光材料是一种重要的发光材料，它可以将长波长的激发光通过多光子机制转化为短波长的发射光。自20世纪60年代发现上转换现象至今，上转换已被广泛地进行了研究，稀土离子掺杂的上转换发光材料在上转换激光器、光纤放大器、三维立体显示、防伪识别、红外成像、生物探测等领域都有着广阔的应用前景。

上转换发光材料根据基质组分的不同，大致可分为氟化物、氧化物、硫化物和卤氧化物等上转换发光材料。目前得到实际应用的主要是氟化物类上转换材料，该类材料具有较低的声子能量，较高的上转换发光效率，但其化学稳定性和热稳定性差，制备工艺复杂、制备过程中对环境有污染，生产成本高。

由于氟化物类上转换材料存在着上述缺点，使人们把更多的注意力转移到了具有制备工艺简单、对环境污染小、化学稳定性和热稳定性高等优点的氧化物为基质的上转换发光材料的研究，例如在TiO₂为基质的上转换材料方面：2011年范叶霞等人在光子学报发表了《镱浓度对钬镱双掺二氧化钛上转换发光的影响》；在ZnO，ZrO₂，Y₂O₃为基质的上转换材料方面：中国专利CN102071013：《制备核壳结构的ZnO基上转换发光材料的方法》，中国专利CN102952543：《铥钬共掺氧化锆上转换荧光粉及其制备方法》，中国专利CN1687306：《以氧化钇为基质的纳米级上转换发光材料及其制备方法》等分别公开了一种ZnO，ZrO₂，Y₂O₃为基质的上转换材料。但钇铈复合氧化物基上转换发光材料至今未有相关专利报道。

上转换发光材料一般由基质、激活剂、敏化剂三部分组成。研究颇多的上转换材料激活剂主要有稀土元素Er、Ho、Tm、Nd和Pr，有效的上转换敏化剂主要是Yb。上转换发光材料能否得到实际应用取决于它的物理、化学性能，尤其是发光性能。目前影响其发光性能的一个关键因素是基质材料的性质。

目前，TiO₂、ZnO、Al₂O₃、Y₂O₃、ZrO₂等氧化物基上转换发光材料的上转换效率较低，发光强度达不到实际应用要求。因此，寻找新的氧化物基质，研制高发光强度和高化学稳定性的可实际应用的氧化物基上转换发光材料，对于推进新型上转换发光材料的开发以及商业化应用具有重要的意义。

发明内容

为解决上转换发光材料领域存在的氧化物基上转换发光材料发光效率低，发光强度达不到实际应用要求的问题，寻找发光效率和强度较高的氧化物基上转换发光材料，本发明提供了一种属于发光材料领域的高发光强度钇铈复合氧化物基上转换发光材料及其制备方法。