[发明专利]一种稀土掺杂的氟化物长余辉粒子及其制备方法以及应用

说明书

本发明提供了一种稀土掺杂的氟化物长余辉粒子，包括氟化物基质和掺杂于所述氟化物基质内的稀土掺杂离子Ln³⁺，所述氟化物基质选自AReF₄或BaF₂；其中，所述A选自碱金属，所述Re选自Y、La、Gd和Lu中的一种或多种；所述稀土掺杂离子Ln³⁺选自Pr³⁺，Sm³⁺，Dy³⁺，Ho³⁺，Er³⁺，Tb³⁺，Nd³⁺和Tm³⁺中的一种或多种；所述氟化物长余辉粒子在X射线照射后余辉时间可高达150天。本发明提供的稀土掺杂的氟化物长余辉粒子形貌易调控、尺寸均一、分散性良好，具有非常优异的长余辉发光性能，及良好的循环稳定性。所制备的稀土掺杂氟化物长余辉粒子在X射线停止后，材料表现出良好的长余辉发光性能。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种稀土掺杂的氟化物长余辉粒子及其制备方法以及应用。

背景技术

长余辉材料是一类能够将激发能量储存于材料缺陷中，并在激发光停止以后缓慢地将储存的能量以辐射发光的形式释放出来的一类光致发光材料。由于长余辉材料具有其独特的发光性质而广泛地应用于安全警示、夜间装饰、安全防伪、活体成像、光动力治疗、生物分析、光催化以及太阳能电池等领域。传统长余辉材料大多为硫氧族化合物，其中，以SrAl₂O₄:Eu²⁺/Dy³⁺、ZnS:Cu、ZnGa₂O₄:Cr为代表性长余辉材料。在过去几十年中，为诱导材料固有缺陷的形成，长余辉材料通常通过温度高于1000℃的高温固相法合成。高温固相法虽有利于合成高效发光的长余辉材料，但高温合成不利于材料的形貌调控以及表面修饰，使其在生物医学以及柔性电子器件领域的应用受到很大的阻碍。至上而下的合成方法由于通过将块状材料研磨成纳米尺度的材料而破坏了材料的表面结构，导致其发光效率、余辉寿命下降。近几年通过低温水热法合成纳米尺度的长余辉材料虽然其形貌可控、表面易于修饰，但由于低温不利于缺陷的生成，其发光效率较低、余辉时间较短。因此，合成形貌、尺寸、表面可控的高效率胶体长余辉粒子仍存在重大挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种稀土掺杂的氟化物长余辉粒子及其制备方法以及应用，本发明可以实现低温下合成可控形貌、尺寸、表面化学可控的高效率长余辉粒子，以用于X射线探测、显示与成像。

本发明提供了一种稀土掺杂的氟化物长余辉粒子，包括氟化物基质和掺杂于所述氟化物基质内的稀土掺杂离子Ln³⁺，所述氟化物基质选自AReF₄或BaF₂；

其中，所述A选自碱金属；

所述Re选自Y、La、Gd和Lu中的一种或多种；

所述稀土掺杂离子Ln³⁺选自Pr³⁺，Sm³⁺，Dy³⁺，Ho³⁺，Er³⁺，Tb³⁺，Nd³⁺和Tm³⁺中的一种或多种；

所述稀土掺杂离子的掺杂量为0.1～20mol％；

所述氟化物长余辉粒子在X射线照射后余辉时间可高达150天。

优选的，所述长余辉粒子的粒径为10nm～150μm可调。

优选的，所述长余辉粒子的发光波长由350～1600nm可谐调。

优选的，还包括包覆于所述氟化物基质表面的包覆层，所述包覆层选自氟化物，所述氟化物选自AReF₄或BaF₂；