[发明专利]一种高灵敏度光学温度传感发光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高灵敏度光学温度传感发光材料，其通式如以下化学式所示：La_7.58(1‑x)(Si_1.048O₄)₆O₂:Yb_7.58x,M_0.0758，其中，5%≤x≤20%，M为Ho或Er中的一种。其制备方法的具体步骤如下：按通式La_7.58(1‑x)(Si_1.048O₄)₆O₂:Yb_7.58x,M_0.0758所示的元素摩尔配比称量称取原料La₂O₃、SiO₂、Yb₂O₃、M₂O₃，置于研钵中，加入助熔剂以及乙醇，研磨使其混合均匀，研磨后的混合物进行烧结，烧结后降温至室温、取出并研磨成粉末，即得所述高灵敏度光学温度传感发光材料。本发明操作简单，对设备的要求极低，生产成本低，且合成的发光材料性能稳定，探温灵敏度高，在光学温度传感领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于稀土掺杂发光材料制备技术领域，具体涉及一种稀土掺杂的、具有高灵敏度的、用于温度探测的发光材料及其制备方法。

背景技术

如何进行精准的测量和标定温度在众多领域都是重点研究的技术，传统的温度探测传感器基于液体或金属的热胀冷缩原理进行测定，所以要求温度探测传感器与待测材料本体接触，因此传统的温度探测传感器无法实现对亚微米乃至纳米尺度的温度测量、生物体内细胞的温度探测以及腐蚀环境的测温；为解决这一技术问题，本领域技术人员提出了一种非接触性探温方法，其中研究最多的是借助稀土离子掺杂的上转换发光材料，根据其不同上转换发射峰强度比值随温度变化的关系，来实现环境温度的探测。

上转换发光材料是一种可以将近红外光转换成可见光的发光材料，通常包括激活剂、敏化剂和基质，稀土离子由于其丰富的能级结构被广泛用于上转换发光材料，Er³⁺、Tm³⁺等离子目前研究较多的上转换材料的激活剂，Er³⁺、Tm³⁺离子为激活剂的上转换材料通常采用镱离子Yb³⁺为敏化剂，以具有高效发光的荧光粉一般以声子能量小的氟化物为基质，其中，NaYF₄是目前上转换发光效率最高的基质材料；但由于氟化物对于氧气的表面接触很敏感，导致物理化学性质很不稳定，所以以氟化物为基质的上转换材料存在性质不稳定、易变质的问题，进而影响后续的发光性能；另外，氟化物材料在制备的过程中使用的氟源有很强的腐蚀性和挥发性，易造成造成环境污染，且合成温度较高，成本较高。由于氧化物基质材料具有高的物理化学稳定性，制作工艺简便，易合成，且制备过程中无污染物产生，所以近年来称为研究热点，但目前开发的该类发光材料的探温灵敏度与NaYF₄:Er³⁺-Yb³⁺相比均较低，且材料发光颜色也较少。

因此，研发一种探温灵敏度高、性能稳定的上转换发光材料，同时提供简单环保的工艺方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种稀土掺杂的、具有高探温灵敏度高的传感发光材料，本发明的另一目的在于提供该发光材料制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高灵敏度光学温度传感发光材料，其通式如以下化学式所示：

La_7.58(1-x)(Si_1.048O₄)₆O₂:Yb_7.58x,M_0.0758，其中，5% ≤ x ≤ 20%，M为Ho或Er中的一种。

进一步的，所述M为Ho，x=10%。