[发明专利]一种稀土离子共掺铁酸铋上转换纳米颗粒及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土离子共掺铁酸铋上转换纳米颗粒，其特征在于：化学式为BiFeO₃:RE³⁺；

其中，RE³⁺是Yb³⁺离子与Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺三种离子中的一种、两种或三种离子的任意组合；

BiFeO₃:RE³⁺上转换纳米颗粒为菱方钙钛矿结构，或

BiFeO₃:RE³⁺上转换纳米颗粒呈立方体形；

BiFeO₃:RE³⁺上转换纳米颗粒进行上转换发光，在950-1100nm近红外光的激发下，在其发光光谱中明确看到激活剂离子的特征发射峰。

2.根据权利要求1中所述的稀土离子共掺铁酸铋上转换纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按照稀土离子共掺铁酸铋上转换纳米颗粒的化学式BiFeO₃:RE³⁺的化学计量数之比称取原料并溶解在稀硝酸溶液中，搅拌均匀；

步骤二、向步骤一所得的混合溶液中加入一定量的KOH溶液致产生红褐色沉淀；

步骤三、将红褐色沉淀烘干，并将所得固体研磨成粉末；

步骤四、称取步骤三所得粉末，并将该粉末与KOH溶液混合，倒入聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中进行水热反应；通过水热反应合成稀土离子共掺铁酸铋上转换纳米颗粒的反应条件是180～220℃和8～24小时；水热反应结束后，待反应釜自然冷却至室温，将产物洗涤烘干得到BiFeO₃:RE³⁺上转换纳米颗粒；

不同的稀土离子分别作为敏化剂和激活剂同时掺杂到铁酸铋基质材料中，

其中敏化剂是Yb³⁺，激活剂是Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺三种离子中的任意一种、两种或三种离子；

铋源为Bi(NO₃)₃·5H₂O、稀土源为RE(NO₃)₃·xH₂O、铁源为Fe(NO₃)₃·9H₂O，

并且合成过程中使用的Bi(NO₃)₃·5H₂O、RE(NO₃)₃·xH₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O和KOH固体粉末的纯度均不低于分析纯，RE³⁺是Yb³⁺离子与Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺三种离子中的一种、两种或三种离子的任意组合；

所述步 骤一中：

将Bi(NO₃)₃·5H₂O、RE(NO₃)₃·xH₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O固体粉末溶解在稀硝酸溶液中，RE³⁺是Yb³⁺离子与Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺三种离子中的一种、两种或三种离子的任意组合。

3.根据权利要求2所述的稀土离子共掺铁酸铋上转换纳米颗粒制备方法，其特征在于：步骤二中加入沉淀剂KOH溶液形成红褐色沉淀后，将含有红褐色沉淀的溶液搅拌，使其充分混合。