[发明专利]一种稀土掺杂三元金属氟化物NaCaLnF6

说明书

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及三元基质金属氟化物NaCaYFsubgt;6/subgt;纳米颗粒的制备方法。其工艺流程为水热与溶剂热分解相结合。前驱体(RE(CFsubgt;3/subgt;COO)subgt;3/subgt;:15％Yb,2％Er)为水热法制备，产品NaCaYFsubgt;6/subgt;:15％Yb,2％Er(Ho/Tm)为油酸、正己醇等高熔点有机溶剂中溶剂热法制备。本发明第一次结合水热法和溶剂热法制备出了存在着三种发光中心的三元金属氟化物NaCaLnFsubgt;6/subgt;(Lu＝Y,Gd,Yb,Lu)纳米颗粒，该材料具有更强的上转换发光效率和更高的色纯度。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及三元金属氟化物NaCaLnF₆的制备方法。

背景技术

稀土掺杂氟化物上转换发光材料可以将低能量长波长的光转化为高能量短波长的光。由于其具有低的声子能量、窄带发射、色纯度高、毒性较低、物理化学稳定性高等优点，在激光、照明、3D显示、太阳能电池、生物成像，生物标签和光动力治疗等领域受到了广泛的研究和应用。其中，稀土复合氟化物因为其上转换效率高而倍受研究人员的关注。本发明以三元金属复合氟化物NaCaLnF₆(Ln＝Y,Gd,Yb,Lu)为基质，以Yb³⁺离子为敏化剂，Er³⁺/Ho³⁺/Tm³⁺离子为激活剂，制备出高效的上转换发光材料。相比于一元金属和二元金属氟化物基质，三元金属氟化物基质表现出更强的上转换发光效率和更高的色纯度，这是由于NaCaLnF₆基质中存在着三种发光中心，是多于一元和二元金属氟化物基质的。

近20年来，研究人员已经开发出多种提高上转换效率的方法，例如引入杂质离子，进行相控制，构造核壳结构等。但是，到目前为止，很少有研究者转向寻找新材料作为基质。NaCaLnF₆是一种理想的基质材料，在光学领域具有重要的研究和利用价值。然而，所有先前的工作都集中在对NaCaLnF₆为基质的下转换发光的研究，直到现在为止还没有报道其上转换发光特性。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种三元金属氟化物NaCaLnF₆(Lu＝Y,Gd,Yb,Lu)的制备方法，采用水热/溶剂热相结合的技术，通过水热法制备前驱体，然后通过溶剂热法有效制备三元金属氟化物NaCaLnF₆(Lu＝Y,Gd,Yb,Lu)荧光粉。

本发明要解决的技术问题由如下方案来实现：

一种三元金属氟化物NaCaLnF₆(Lu＝Y,Gd,Yb,Lu)的制备方法，包括如下步骤：

(a)，水热法合成三氟乙酸盐前驱体：

首先，将CaCO₃与稀土氧化物按照一定摩尔量投入到含有12mL CF₃COOH和54mL H₂O的100mL聚四氟乙烯反应釜，密封于不锈钢外壳，随后在恒温干燥箱中120℃反应24h。当反应结束并且温度自然冷却至室温，将反应物均等地分成六份并分别转移至三颈烧瓶中，加热到60℃除去水和酸得到干燥的前驱体粉末。其中，根据不同的目标产物，将前驱体中CaCO₃与稀土氧化物的投入量列于下表：

表1

(b)，合成NaCaYF₆:Yb³⁺,Er³⁺上转换微米颗粒：