一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉及其制備方法
【專利摘要】一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉及其制備方法，本發(fā)明涉及熒光粉及其制備方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有光動力治療癌癥所用的光敏劑在人體組織的穿透能力較差，治療不能深入到組織內部，及光敏劑價格昂貴和提高激發(fā)光源利用率的問題?；瘜W通式為Y2O3ErxMnyYbz，0.005≤x≤0.05，0.005≤y≤0.02，0.005≤z≤0.1。制備方法：按化學通式稱取Y(NO3)3·6H2O、Er(NO3)3·6H2O、Yb(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2并溶于去離子水中，加入檸檬酸，攪拌至澄清，然后加入氨水攪拌，烘干，最后煅燒，得到一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉。本發(fā)明用于一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉及其制備方法。
【專利說明】一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熒光粉及其制備方法。

【背景技術】
[0002]光致發(fā)熱是物體收到光照射后吸收光的能量并轉化為熱能釋放出來的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象具有廣泛的應用，比如激光加工和太陽能加熱等等，它們的共同特點即為吸收光能并以熱能形式放出。
[0003]稀土元素一般是指原子序數(shù)從57 (鑭，La)到71 (镥，Lu)，填充4f電子的位于過渡周期的鑭系元素。稀土元素離子一般都具有未填滿的4f或5f電子殼層，有不為零的磁矩，并且由于N個同層nf電子間的相互作用，稀土離子在紫外-可見-紅外范圍內有豐富的能級，并且這些能級都具有較長的能級壽命，因此稀土離子非常適合作為上轉換發(fā)光材料。近年來，大量研究報道了稀土離子摻雜材料的上轉換發(fā)光現(xiàn)象、熒光產生機制和潛在應用，尤其以其作為生物熒光標簽和光動力學治療癌癥中的應用具有巨大價值。
[0004]光動力治療癌癥是現(xiàn)代癌癥治療的一種重要手段，具有微創(chuàng)性、不良反應小、靶向性高等優(yōu)點。光動力學治療中將光敏劑，一類本身穩(wěn)定無毒性物質，預先注入機體，由于腫瘤組織高吸收、低代謝，經一段時間特異性沉積在腫瘤組織。再以特定波長的光輻射激活藥物，產生單線態(tài)氧和自由基等殺死腫瘤細胞達到治療目的。目前光動力治療癌癥仍然存在一些不足，比如是光敏劑需要吸收可見光，而可見光在人體組織的穿透能力較差，治療不能深入到組織內部，多局限于表皮或淺組織區(qū)域的腫瘤部位。而以980nm的近紅外光作為激發(fā)源時，穿透深度比可見光的穿透深度大一個數(shù)量級，而且對正常組織和細胞具有較低的光毒性，因此是理想的光動力學治療的光源。
[0005]近兩年，有少量報道光致發(fā)熱的稀土摻雜材料，以980nm激光激發(fā)，其光致發(fā)熱溫度能夠達到2650K，其能夠應用于光動力學治療癌癥。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明要解決現(xiàn)有光動力治療癌癥所用的光敏劑需要吸收可見光，而可見光在人體組織的穿透能力較差，治療不能深入到組織內部，多局限于表皮或淺組織區(qū)域的腫瘤部位，及光敏劑價格昂貴和提高激發(fā)光源利用率的問題，而提供一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉及其制備方法。
[0007]一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉的化學通式為Y2O3ErxMnyYbz,0.005 ^ X ^ 0.05,0.005 彡 y 彡 0.02,0.005 ^ z ^ 0.1。
[0008]一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉的制備方法是按以下步驟完成的:
[0009]按化學通式為Y2O3ErxMnyYbz, 0.005 彡 x 彡 0.05，0.005 ^ y ^ 0.05,0.005 彡 z 彡 0.1 的配比稱取 Y (NO3) 3.6H20、Er (NO3) 3.6H20、Yb (NO3) 3.6H20 和 Mn (NO3)2,然后將稱取的 Y (NO3) 3.6H20、Er (NO3) 3.6H20、Yb (NO3) 3.6H20 和 Mn (NO3) 2 溶于去離子水中，并加入檸檬酸，得到混合液，在溫度為70V?90°C下，將混合液攪拌至澄清，然后向澄清的混合液中加入氨水，直至混合液的PH為7，再在溫度為70°C?90°C及攪拌速度為lr/s?5r/s下，繼續(xù)攪拌0.5h?lh，然后將攪拌后的混合溶液置于溫度為110°C?130°C的烘箱中，烘干20h?25h，最后置于溫度為800°C?1000°C的馬沸爐中，煅燒Ih?2h，自然冷卻，得到一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱突光粉；
[0010]所述的檸檬酸與混合液中陽離子的摩爾比為(5?6):1。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明制備的稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉，其能量傳遞過程為稀土離子吸收980nm光能量，然后傳遞給Mn2+離子，Mn2+離子的無輻射弛豫產生熱量。因此，在980nm紅外激光激發(fā)本發(fā)明制備的稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉，以黑體輻射理論公式擬合測量光致發(fā)熱產生光譜，溫度能夠達4000開爾文，而且隨著激發(fā)功率的提高此熒光粉能夠產生更高溫度。這在醫(yī)學和工業(yè)上具有較大的應用價值，比如在組織穿透能力強的近紅外(NIR)光激發(fā)下，可以應用此種熒光粉的光致發(fā)熱現(xiàn)象殺死癌細胞等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為實施例制備的稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉在激發(fā)功率密度為2W/mm2時采集的光致發(fā)熱光譜。

【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉的【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】之間的任意組合。
[0014]【具體實施方式】一:本實施方式所述的一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉的化學通式為 Y2O3ErxMnyYbz,0.005 ^ x ^ 0.05，0.005 彡 y 彡 0.02，0.005 彡 z 彡 0.1。
[0015]本實施方式的有益效果是:本實施方式制備的稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉，其能量傳遞過程為稀土離子吸收980nm光能量，然后傳遞給Mn2+離子，Mn2+離子的無輻射弛豫產生熱量。因此，在980nm紅外激光激發(fā)本實施方式制備的稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉，以黑體輻射理論公式擬合測量光致發(fā)熱產生光譜，溫度能夠達4000開爾文，而且隨著激發(fā)功率的提高此熒光粉能夠產生更高溫度。這在醫(yī)學和工業(yè)上具有較大的應用價值，比如在組織穿透能力強的近紅外(NIR)光激發(fā)下，可以應用此種熒光粉的光致發(fā)熱現(xiàn)象殺死癌細胞等。
[0016]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:x = 0.0Ly = 0.02, z= 0.01。其它與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】三:本實施方式所述的于一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱突光粉的制備方法是按以下步驟完成的:
[0018]按化學通式為Y2O3ErxMnyYbz, 0.005 彡 x 彡 0.05,0.005 ^ y ^ 0.05,
0.005 彡 z 彡 0.1 的配比稱取 Y (NO3) 3.6H20、Er (NO3) 3.6H20、Yb (NO3) 3.6H20 和 Mn (NO3)2,然后將稱取的 Y (NO3) 3.6H20、Er (NO3) 3.6H20、Yb (NO3) 3.6H20 和 Mn (NO3) 2 溶于去離子水中，并加入檸檬酸，得到混合液，在溫度為70V?90°C下，將混合液攪拌至澄清，然后向澄清的混合液中加入氨水，直至混合液的PH為7，再在溫度為70°C?90°C及攪拌速度為lr/s?5r/s下，繼續(xù)攪拌0.5h?lh，然后將攪拌后的混合溶液置于溫度為110°C?130°C的烘箱中，烘干20h?25h，最后置于溫度為800°C?1000°C的馬沸爐中，煅燒Ih?2h，自然冷卻，得到一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱突光粉；
[0019]所述的檸檬酸與混合液中陽離子的摩爾比為(5?6):1。
[0020]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】三不同的是:在溫度為80°C下，將混合液攪拌至澄清。其它與【具體實施方式】三相同。
[0021]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】三或四之一不同的是:將攪拌后的混合溶液置于溫度為130°C的烘箱中，烘干20h。其它與【具體實施方式】三或四相同。
[0022]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】三至五之一不同的是:最后置于溫度為800°C的馬沸爐中，煅燒2h。其它與【具體實施方式】三至五相同。
[0023]采用以下實施例驗證本發(fā)明的有益效果:
[0024]實施例:
[0025]本實施例所述的一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉及其制備方法，具體是按照以下步驟進行的:
[0026]按化學通式為Y2O3Er0.01Mn0.02Yb0.01 的配比稱取 Y (NO3) 3.6H20、Er (NO3) 3.6H20、Yb (NO3) 3.6H20 和 Mn (NO3)2,然后將稱取的 Y (NO3) 3.6H20、Er (NO3) 3.6H20、Yb (NO3) 3.6H20和Mn (NO3) 2溶于去離子水中，并加入檸檬酸，得到混合液，在溫度為80°C下，將混合液攪拌至澄清，然后向澄清的混合液中加入氨水，直至混合液的PH為7，再在溫度為80°C及攪拌速度為5r/s下，繼續(xù)攪拌lh，然后將攪拌后的混合溶液置于溫度為130°C的烘箱中，烘干20h，最后置于溫度為800°C的馬沸爐中，煅燒2h，自然冷卻，得到一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉；
[0027]所述的檸檬酸與混合液中陽離子的摩爾比為5:1。
[0028]圖1為實施例制備的稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉在激發(fā)功率密度為2W/mm2時采集的光致發(fā)熱光譜。由圖可知，以黑體輻射理論公式擬合測量光致發(fā)熱產生光譜，溫度達4000開爾文。
[0029]本實施例制備的稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉在980nm紅外激光激發(fā)下，能夠產生光致發(fā)熱。
【權利要求】
1.一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉，其特征在于一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉的化學通式為 Y2O3ErxMnyYbz, 0.005 ^ x ^ 0.05，0.005 ^ y ^ 0.05，0.005 ^ z ^ 0.10
2.根據(jù)權利要求1所述的一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉，其特征在于X=0.01，y = 0.02，z = 0.01。
3.制備權利要求1所述的一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉的方法，其特征在于一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉的制備方法是按以下步驟完成的:
按化學通式為 Y2O3ErxMnyYbz, 0.005 ^ x ^ 0.05，0.005 彡 y 彡 0.05，0.005 彡 z 彡 0.1的配比稱取 Y (NO3) 3.6H20、Er (NO3) 3.6H20、Yb (NO3) 3.6H20 和 Mn (NO3)2,然后將稱取的Y (NO3) 3.6H20、Er (NO3) 3.6H20、Yb (NO3) 3.6H20 和 Mn (NO3) 2 溶于去離子水中，并加入檸檬酸，得到混合液，在溫度為70°C?90°C下，將混合液攪拌至澄清，然后向澄清的混合液中加入氨水，直至混合液的PH為7，再在溫度為70°C?90°C及攪拌速度為lr/s?5r/s下，繼續(xù)攪拌0.5h?lh，然后將攪拌后的混合溶液置于溫度為110°C?130°C的烘箱中，烘干20h?25h，最后置于溫度為800°C?1000°C的馬沸爐中，煅燒Ih?2h，自然冷卻，得到一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉； 所述的檸檬酸與混合液中陽離子的摩爾比為(5?6):1。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉的制備方法，其特征在于在溫度為80°C下，將混合液攪拌至澄清。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉的制備方法，其特征在于將攪拌后的混合溶液置于溫度為130°C的烘箱中，烘干20h。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種稀土摻雜材料的光致發(fā)熱熒光粉的制備方法，其特征在于最后置于溫度為800°C的馬沸爐中，煅燒2h。
【文檔編號】A61P35/00GK104357052SQ201410706993
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權日:2014年11月28日
【發(fā)明者】白云峰, 欒敏杰, 馬成, 李林軍, 賀澤龍 申請人:黑龍江工程學院