[发明专利]一种稀土离子掺杂氧化钆上转换发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种稀土离子掺杂氧化钆上转换发光材料，化学组成为Gd₂O₃:Yb,Tm,Zn，其中，Gd₂O₃、Yb、Tm和Zn的摩尔比为(0.80～0.95)：(0.03～0.04)：(0.0015～0.0020)：(0.01～0.06)。本发明提供的稀土离子掺杂氧化钆上转换发光材料在980nm激光照射下，在460～510nm处发出较强荧光，且在490nm处达到峰值。将本发明提供的稀土离子掺杂氧化钆上转换发光材料作为内部光源，用于光引发聚合物固化，结果表明，使用医用牙科引发激光灯固化的样品，固化深度约为1.5mm；而使用980nm激光器固化的样品，固化深度约为5mm，明显大于前者。

技术领域

本发明涉及上转换发光材料技术领域，具体涉及一种稀土离子掺杂氧化钆上转换发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着时代的发展以及人们生活水平的提升，人们对于生活质量的要求也越来越高，而龋齿已经成为影响人们生活质量的一个重要因素。解决这一问题的方法就是牙齿填充，通过补牙的方式阻止龋齿的进一步发展，并修复已病变牙齿。

随着高分子材料科学的兴起，高强度的聚合物补牙填充材料已经成为现代牙齿填充材料的重要组成之一，许多聚合物及其固化工艺已经用于临床补牙中，并且有稳步上升、快速发展的趋势。目前，国内外采用聚合物作为补牙填充材料，都是使用紫外或可见光引发的光固化聚合物。但是由于可见光或紫外光波长较短，穿透能力较差，因此在补牙过程中，需要进行薄层涂覆-光照固化-薄层涂覆的反复步骤，才能最终完成较深龋齿的填补。此外，由于紫外光能量较高，补牙时，使用这种光源对口腔组织具有一定的损伤。

近年来，随着功能纳米材料的发展与应用，上转换发光材料逐渐在聚合物的光引发聚合固化中得到应用。目前，越来越多的转换发光能力较强的上转换材料被研发出来，例如：MoO₃:Yb/Er(SolarEnergyMaterials&Solar Cells105(2012)196-201)，NaLuF₄:Yb³⁺/Er³⁺(Journal ofAlloys and Compounds 728(2017)971-975)，NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺，NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺，NaYF₄:Yb³⁺/Ho³⁺(Journal ofColloid and Interface Science 358(2011)347-353)。同时，越来越多的上转换发光材料被应用于加深聚合物固化深度，例如，使用β-NaYF₄作为内部光源，光引发聚合物固化(Polym.Chem.,2016,7,2457-2463)；利用NaYF₄:Yb,Tm的上转换能力，加大光引发时光源的穿透能力，从而加深聚合物固化深度(Dental materials 28(2012)304-311)。但是，已有的具有优良上转换发光能力的材料仍然较少，有必要继续对其进行开发研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土离子掺杂氧化钆上转换发光材料及其制备方法和应用，本发明提供的稀土离子掺杂氧化钆上转换发光材料能够在近红外光照射下提高聚合物的固化深度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种稀土离子掺杂氧化钆上转换发光材料，化学组成为Gd₂O₃:Yb,Tm,Zn，其中，Gd₂O₃、Yb、Tm和Zn的摩尔比为(0.80～0.95)：(0.03～0.04)：(0.0015～0.0020)：(0.01～0.06)。