[发明专利]一种CeF3

说明书

本公开涉及上转换发光材料技术领域，具体提供一种CeF₃基上转换发光材料及其制备方法与应用。所述上转换发光材料化学式为CeF₃:Tm_xYb_y@SiO₂；其制备方法包括如下步骤：(1)按照摩尔比称取一定量的铈盐、含Yb³⁺、Tm³⁺的盐，酸、氟盐；(2)将称好的铈盐用水溶解，然后含Yb³⁺、Tm³⁺的盐，形成混合溶液；(3)将氟盐，柠檬酸加入步骤(2)混合溶液中，进行溶胶凝胶反应，反应结束至呈凝胶，自然冷却后即得；(4)将步骤(3)中得到的产物进行研磨，得到混合均匀的材料前驱体粉末；(5)将得到的材料前驱体粉末加入到以一定比例混合均匀的无水乙醇、去离子水和氨水的体系中；(6)将一定量的硅酸酯类化合物加入到上述体系中，搅拌一段时间，既得。该材料无需退火处理。

技术领域

本公开涉及上转换发光材料技术领域，具体提供一种CeF₃基上转换发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

稀土材料的上转换发光过程可以将长波低能光子转换为短波高能光子，利用近红外光产生可见光发射。稀土离子掺杂的上转换发光由于具备光谱谱宽窄、发光颜色纯度高、转换效率高、发射区宽、荧光寿命长等优异的发光性能，已成为目前发光材料领域研究的重点。

Yb³⁺作为常见的高效的敏化剂，其²F_7/2→²F_5/2能级跃迁能量因与近红外980nm波长匹配良好而拥有较大的吸收截面，可以吸收光子并将能量传递给Tm³⁺，从而有效提高上转换效率，增加上转换发光强度。除了掺杂离子外，基质材料也对上转换发光效率有着明显的影响，其中氟化物具有声子能量低(﹤400cm^-1)、折射率高、化学稳定性强、光学透明度高、发射带窄等优点，是一类被广泛应用的上转换发光基质材料。

氟化铈(CeF₃)作为其中的重要一员成为人们的关注热点。氟化铈具有较高的密度、快速的响应以及高辐射抗性的能力，和传统的氧化物相比，它具有低的振动能，从而能减少稀土离子激发态的淬灭，可以作为一种重要的荧光基体材料。因此近年来,氟化铈的制备已成为人们关注的热点。目前,已报道有不同的方法如微乳液法、多元醇法、超声法、萃取法、溶剂热法等来制备氟化饰，但发明人发现，现有技术中制备得到的晶体表面均存在大量的缺陷而影响其发光性能，解决这类问题常常采取高温退火处理，利用高温退火提高结晶度从而减少晶体表面的缺陷，但缺点是退火过程中的高温烧结，会使颗粒尺寸大大增加，并导致明显的颗粒团聚现象，大大限制了所制备发光材料在生物上的应用。

发明内容

针对现有技术中为避免晶体缺陷影响发光性能，采用高温退火处理晶体，导致晶体颗粒团聚问题，发明人认为，如有一种上转换发光性能优异、分散良好且无毒安全的纳米材料，仅通过操作简单、成本低廉、无需高温热处理的合成方法即可制备得到，势必能大大提高上转换发光材料在生物示踪等领域应用的可行性。

为此，本公开提出了一种无需高温热处理的简单合成方法，制备出了以CeF₃做基体，以Yb³⁺/Tm³⁺为掺杂离子的CeF₃:Yb³⁺,Tm³⁺上转换发光纳米颗粒。发明人通过研究发现，所述上转换发光材料无需高温烧结，仅通过控制包覆SiO₂即可实现发光，上转换荧光肉眼可见，强度较高，且材料均为分散良好的纳米颗粒。

本公开一个或一些实施方法中，提供一种CeF₃基上转换发光材料，所述上转换发光材料化学式为CeF₃:Tm_xYb_y@SiO₂；