[发明专利]一种有机染料-红外上转换发光透明陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

本发明的一个方面，提供了一种有机染料‑红外上转换发光透明陶瓷复合材料，所述复合材料由有机染料和红外上转换发光透明陶瓷组成；所述复合材料为对780nm‑1100nm波长的近红外光具有强吸收作用的有机物；所述红外上转换发光透明陶瓷化学式为：(Ho_xYb_yY_1‑x‑yZr_0.03)₂O₃，其中，0.0005≤x≤0.02，0.005≤y≤0.2；所述复合材料均匀涂敷在所述红外上转换发光透明陶瓷表面。该材料通过在红外区域具有强吸收及长激发态寿命的有机染料分子作为敏化层首先吸收红外光，然后共振能量传递将激发态电子传递至Yb³⁺离子的²F_5/2激发态能级，进而实现红外上转换发光增强。本发明的上转换发光透明陶瓷Ho³⁺/Yb³⁺：Y₂O₃及其制备方法在生物医药及红外传感具有重要应用。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种有机染料-红外上转换发光透明陶瓷复合材料及其制备方法。

背景技术

红外辐射是一种在自然界广泛存在的电磁波能量，广泛应用于军事、医疗、科研等领域。频率红外上转换材料利用稀土元素的亚稳态能级特性，使人眼看不见的红外光变为可见光。上转换机理是稀土离子首先吸收低光子能量，能量升高，由基态到达激发态，在这个过程中，一般没有能量辐射，然后处于激发态的离子跃迁至基态，同时释放高光子能量，这个光子能量比吸收的光子能量高，从而实现上转换。基于以上上转换发光的非线性本质，上转换发光效率低、发光强度不高是限制该种材料在很多场合实际应用的最主要原因。

发明内容

基于上转换发光的非线性本质，上转换发光效率低、发光强度不高是限制该种材料在很多场合实际应用的最主要原因。本发明提供了一种有机染料-红外上转换发光透明陶瓷复合材料及其制备方法。

本发明的一个方面，提供了一种有机染料-红外上转换发光透明陶瓷复合材料，所述复合材料由有机染料和红外上转换发光透明陶瓷组成；

所述复合材料为对780nm-1100nm波长的近红外光具有强吸收作用的有机物；

所述红外上转换发光透明陶瓷化学式为：(Ho_xYb_yY_1-x-yZr_0.03)₂O₃，其中，0.0005≤x≤0.02，0.005≤y≤0.2；

所述复合材料均匀涂敷在所述红外上转换发光透明陶瓷表面。

进一步，x＝0.0005，y＝0.1。

进一步，所述有机染料为但不限于以下任一一种：IR-806、SQ-880或者PEHTPPPD-BT。

本发明另一个方面，提供了一种有机染料-红外上转换发光透明陶瓷复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，使用高纯度的氧化钬Ho₂O₃、氧化镱Yb₂O₃、氧化钇Y₂O₃、氧化锆ZrO₂为原料，按照(Ho_xYb_yY_1-x-yZr_0.03)₂O₃化学计量比计算各原料粉体所需的质量，称量原料粉体导入球磨罐中，其中，0.0005≤x≤0.02，0.005≤y≤0.2；

步骤二，放入氧化锆小球作为球磨介质，无水乙醇作为溶剂，将装有已配置好粉料的球磨罐放到球磨机中球磨；

步骤三，将球磨后的浆料置于烘箱内干燥；