[发明专利]上转换红色荧光粉及其制备方法与应用

说明书

本申请涉及稀土发光技术领域，提供了一种上转换红色荧光粉，上转换红色荧光粉的化学结构通式为Ba₃Y_{(4‑4x‑4y)}Er_4xYb_4yO₉，其中，0.01≤x≤0.09,0≤y≤0.35。其含有掺杂元素Er和Yb，Er作为激活剂，掺杂Er能够提高荧光粉的发光性能；而Yb作为敏化剂，形成了敏化‑激活剂对，能够有利于助于提升Er的发射强度，从而提高上转换红色荧光粉的发光效率，且上转换红色荧光粉Ba₃Y_{(4‑4x‑4y)}Er_4xYb_4yO₉与基质荧光粉Ba₃Y₄O₉的结构基本相似，具有良好的构型和结晶型，故制备的上转换红色荧光粉具有发光的强度稳定、监测灵敏度高、生物毒性低、探测信号强的优点。

技术领域

本申请属于稀土发光技术领域，尤其涉及一种上转换红色荧光粉及其制备方法与应用。

背景技术

荧光材料为吸收一定波长的光，立刻向外发出不同波长的光，称为荧光，当入射光消失时，荧光材料就会立刻停止发光。更确切地讲，荧光是指在外界光照下，人眼见到的一些相当亮的颜色光，如绿色、橘黄色、黄色。

上转换发光，为反-斯托克斯发光(Anti-Stokes)，指的是材料受到低能量的光激发，发射出高能量的光，即经波长长、频率低的光激发，材料发射出波长短、频率高的光。

由于与传统典型的发光过程(只涉及一个基态和一个激发态)不同，上转换过程需要许多中间态来累积低频的激发光子的能量。其中主要有三种发光机制：激发态吸收、能量转换过程、光子雪崩。这些过程均是通过掺杂在晶体颗粒中的激活离子能级连续吸收一个或多个光子来实现的，而那些具有f电子和d电子的激活离子因具有大量的亚稳能级而被用来上转换发光。然而高效率的上转换过程，只能靠掺杂三价稀土离子实现，因其有较长的亚稳能级寿命，因此，为了使上转换红色荧光粉能够广泛应用于生物医学领域，需要对基质荧光粉进行改进。

发明内容

本申请的目的在于提供一种上转换红色荧光粉及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中的普通荧光粉无法实现上转换发光的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种上转换红色荧光粉，所述上转换红色荧光粉的化学结构通式为Ba₃Y_(4-4x-4y)Er_4xYb_4yO₉，其中，0.01≤x≤0.09,0≤y≤0.35。

第二方面，本申请提供一种上转换红色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

按照所述的上转换红色荧光粉的化学通式中各元素比例，将含有Ba²⁺的化合物原料、含有Y³⁺的化合物原料、含有Yb³⁺的化合物原料、含有Er³⁺的化合物原料与稀硝酸溶液进行第一混合处理，得到母盐溶液；

将所述母盐溶液与沉淀剂溶液进行第二混合处理，得到第一混合溶液；

将所述第一混合溶液进行后处理，得到前驱体；

将所述前驱体进行煅烧处理，得到上转换红色荧光粉Ba₃Y_(4-4x-4y)Er_4xYb_4yO₉，其中，0.01≤x≤0.09,0≤y≤0.35。

第三方面，本申请提供一种上转换红色荧光粉，或者包含如所述制备方法制得的上转换红色荧光粉在生物医学领域的应用。