[发明专利]一种一维空心多孔稀土掺杂上转换材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种一维空心多孔稀土掺杂上转换材料的制备方法，包括以下步骤：(1)：取稀土氧化物加入至稀盐酸溶液中，搅拌至完全溶解，旋转蒸发除去多余盐酸，制得稀土氯化物储液备用；(2)：往步骤(1)制得的稀土氯化物储液中加入由表面活性剂和发泡剂组成的混合添加剂溶液，搅拌充分；(3)：继续滴入氟化钠溶液，再加入形貌控制剂溶液，充分搅拌反应，制得稀土前驱体；(4)：再将步骤(3)制得的稀土前驱体置于反应釜中，水热反应，反应结束后取出反应产物，分离，清洗，干燥，最终制得目的产物。与现有技术相比，本发明首次合成表面光滑、形貌均一的一维空心多孔结构β‑NaYF₄材料，产物形貌完整、性能稳定、尺寸均一，应用价值大等。

技术领域

本发明涉及无机荧光材料领域，尤其是涉及一种一维空心多孔稀土掺杂上转换材料的制备方法。

背景技术

上转换发光过程是指离子受到两个或多个低能光子的激发，发射出一个高能光子。上转换发光材料由于光稳定性强、发射带窄、荧光寿命长、化学稳定性高、潜在生物毒性低而在红外探测、立体三维显示、防伪、生物标记等多个领域具有巨大的应用潜力。在上转换荧光材料中，激活剂、敏化剂和基质材料是其最重要的三个组成部分，稀土离子因拥有较多的能级而作为激活剂和敏化剂常用的选择，稀土氟化物因较低的声子能和较好的稳定性而成为目前上转换发光材料基质材料的最佳选择，其中NaYF₄是目前上转换发光效率最高的基质材料。

由于晶体的对称性越低，晶体内离子跃迁的几率越大，发光效率越高，因此，六方相基质材料的发光效率比立方相的要高一个数量级。目前已有许多有关β-NaYF₄合成制备的研究成果，包括棒状、片状、花式盘状等形态各异的结构，但很少有一维空心多孔的六棱柱结构的报道，较大的纵横比拥有各向异性带来的独特优良性能，空心的内部结构为能量输运提供便利的通道，多孔结构沟通材料的内部与周围环境，不仅有利于发光效率的提高，也具有载药等应用价值。

目前，上转换荧光材料的制备主要有共沉淀法、热裂解法、水热溶剂热法和溶胶凝胶法。沉淀法由于选择原材料的缘故，要同时满足各组分的相同或相近的水解或沉淀条件是非常困难的；溶胶凝胶法反应条件很难控制，成本高，周期长；热裂解法合成温度高，反应时间长，所得产物硬度大，研磨时易于引进杂质且影响产品的发光性能。相比于有机溶剂热法，绿色的水热合成方法舍弃有毒的有机溶剂，反应温度限制在250℃以下，是真正节能环保的合成方法，而且产物具有水溶性，无需后续改性处理。因此，利用一步水热法制备尺寸均一、性能稳定的稀土掺杂β-NaYF₄上转换荧光材料从工艺、能源、应用各个角度均具有重大的研究意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种一维空心多孔稀土掺杂上转换材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种一维空心多孔稀土掺杂上转换材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)：取稀土氧化物加入至稀盐酸溶液中，搅拌至完全溶解，旋转蒸发除去多余盐酸，制得稀土氯化物储液备用；

(2)：往步骤(1)制得的稀土氯化物储液中加入由表面活性剂和发泡剂组成的混合添加剂溶液，搅拌充分；

(3)：继续滴入氟化钠溶液，再加入形貌控制剂溶液，充分搅拌反应，制得稀土前驱体；

(4)：再将步骤(3)制得的稀土前驱体置于反应釜中，水热反应，反应结束后取出反应产物，分离，清洗，干燥，最终制得目的产物。

优选的，步骤(1)中所述的稀土氧化物为氧化钇、氧化镱或氧化铒中的一种或多种的组合。更优选的，稀土氧化物为三者的混合，各组分的添加量使得最后制得的稀土氯化物储液中LnCl₃为YCl₃掺杂10wt％YbCl₃+2wt％ErCl₃。