[发明专利]具有白光发射和光温传感双功能的纳米核壳材料的制备

说明书

技术领域

本发明属于稀土发光材料技术领域，具体涉及一种具有白光发射和光温传感的纳米材料及其制备方法。

背景技术

白光上转换发光材料目前广泛应用于固态三维显示、生物荧光探针等领域，市场前景广阔。目前实现白光发射主要有两种方法：一是频率下转换，二是控制红绿蓝三种光的强度。但是白光发射实现最多的材料是玻璃陶瓷，玻璃陶瓷制备工序繁琐，而且性能比较低，无法满足高性能器件的需求。因此增强纳米材料的白光发射强度，制备新型的白光纳米材料是非常有必要。

发明内容

本发明提供一种具有白光发射与光温传感双功能纳米核壳材料制备方法，选取NaYbF₄中引入适量浓度的Nd³⁺离子为纳米核材料，并对其进行NaYF₄:Yb³⁺包覆利用热分解法形成稳定的固溶剂。Nd³⁺、Yb³⁺的引入增强了能量转换，提高Nd³⁺离子对红外光的吸收，从而提高蓝光、绿光和红光发光强度。

本发明具有白光发射与光温传感双功能的纳米核壳材料，其化学通式表示：

NaYbF₄:Nd³⁺@NaY_1-yF₄:Yb_y³⁺

其中：1％≤y≤100％。

本发明具有白光发射与光温传感双功能纳米核壳结构的制备采用高温裂解合成法，具体制备方法如下：

a、按NaYbF₄:Nd³⁺@NaY_1-yF₄:Yb_y³⁺的化学组成计量比准确称取以下原料：三氟乙酸钠NaCF₃COO以及纯度为99.99％以上的Y₂O₃、Yb₂O₃和Nd₂O₃；

b、将步骤a中的原料加入三颈烧瓶中，加入适量的油酸和油胺充分搅拌，通氩气，并加热。加热分为两个阶段：

第一阶段：加热到120℃后，120℃恒温保持30min；

第二阶段：加热到275℃后，275℃恒温保持30min；

c、将上述溶液加入无水乙醇离心洗涤即得所需产物。

有益效果：

(1)本发明制备方法简便，色温较低，适合工业批量生产。

(2)本发明制得的纳米核壳材料质量较高，色温偏低。

(3)廉价、新型。

(4)本发明涉及的NaYbF₄和NaYF₄材料是一种稳定性好、色度佳的新型光转换材料，NaYF₄:Yb³⁺的包覆增强了红光和蓝光发射强度，同时增强了NaYbF₄:Nd³⁺白光发射，在紫外激发下，发光强度较大，且发光高效，色纯度好。

附图说明

图1NaYbF₄:2％Nd³⁺@NaYF₄:1％Yb³⁺在980nm光激发下的发射光谱

图2NaYbF₄:2％Nd³⁺@NaYF₄:3％Yb³⁺在980nm光激发下的发射光谱

图3NaYbF₄:2％Nd³⁺@NaYF₄:4％Yb³⁺在980nm光激发下的发射光谱

图4NaYbF₄:2％Nd³⁺@NaYF₄:5％Yb³⁺在980nm光激发下的发射光谱

图5NaYbF₄:2％Nd³⁺@NaYF₄:6％Yb³⁺在980nm光激发下的发射光谱

图6NaYbF₄:2％Nd³⁺@NaYF₄:8％Yb³⁺在980nm光激发下的发射光谱