專利名稱：一種鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種稀土金屬離子％37Tm37Ho3+ 激發(fā)的鎢酸釓鈉Naa5Gda5WO4基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
白光發(fā)光二極管(Light Emitting Diodes, LED)是一種新型固態(tài)光源，有望發(fā)展 成為第四代照明光源，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能照明。其中，最有可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的是光轉(zhuǎn)換型白光 LED,目前光轉(zhuǎn)換型白光LED材料通常是采用藍(lán)光LED芯片激發(fā)的黃色熒光粉；或者近紫外 LED芯片激發(fā)的藍(lán)、綠和紅色三基色發(fā)射熒光粉，通過調(diào)節(jié)不同光色熒光粉的光復(fù)合而產(chǎn)生 白光。作為一類新型的光轉(zhuǎn)換型白光LED材料，上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料用于LED光轉(zhuǎn)換材 料的研究在近幾年才有少量報(bào)道，它極有可能成為新一代的白光LED用光轉(zhuǎn)換材料，同時(shí) 也將成為多光色上轉(zhuǎn)換材料研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的發(fā)光原理是在近 紅外光(如980nm)激發(fā)下，不同稀土離子產(chǎn)生相應(yīng)的能級躍遷發(fā)射；或同一稀土離子產(chǎn)生 不同的能級躍遷發(fā)射，不同躍遷所產(chǎn)生的上轉(zhuǎn)換可見發(fā)射光復(fù)合而形成白光。相對于傳統(tǒng) 的紫外、近紫外和藍(lán)光激發(fā)所產(chǎn)生的白光發(fā)射，近紅外光激發(fā)下的白光發(fā)射材料可有效減 少高能光子帶來的光降解作用，同時(shí)，上轉(zhuǎn)換過程的低能激發(fā)可顯著提高材料的穩(wěn)定性，增 加器件的使用壽命。進(jìn)一步地，上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料可摻入透明陶瓷，實(shí)現(xiàn)紅外激光器的 直接激發(fā)，或者摻入激光陶瓷作為開發(fā)連續(xù)波長上轉(zhuǎn)換白光激光器的基礎(chǔ)材料；最后，上轉(zhuǎn) 換白光發(fā)射材料還可作為生物標(biāo)記材料，它將提供比傳統(tǒng)上轉(zhuǎn)換熒光納米晶更多的檢測通 道，實(shí)現(xiàn)快速、高效的生物檢測。近年來，國內(nèi)外的科研工作者在開發(fā)新型上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料領(lǐng)域已做了一些大 量研究工作。2005年，Sivakumar等人采用共沉淀的方法制備出分別產(chǎn)生綠色、藍(lán)色和紅 色上轉(zhuǎn)換發(fā)光的 Iai.45Yb0.5Er0.05F3>La0.75Yb0.2Tm0.05F3 和 75La0.2Eu0.05F3 氟化物納米粒子，通 過溶膠-凝膠(sol-gel)過程，將上述三種納米粒子摻入SiO2或&02薄膜，制備出在單波 長近紅外光(980nm)激發(fā)下的白光發(fā)射SW2或^O2薄膜材料(S. Sivakumar, F. C. J. M. van Veggel, Μ. Raudsepp, J. Am. Chem. Soc.，2005，127 :12464.)。目前已有的上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射 材料多為單一氟化物或氧化物，這種單一的基質(zhì)和簡單的結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)發(fā)光顏色的精確可 調(diào)。另外，雖然目前采用％37Tm37Er3+組合摻雜實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射，但是其在很多復(fù)合物 基質(zhì)中難以實(shí)現(xiàn)白光上轉(zhuǎn)換發(fā)射。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材 料，即％37Tm3+/Ho3+共摻雜的鎢酸釓鈉W. 5Gd0.5W04,其可以被980nm紅外激光器有效激發(fā)， 并產(chǎn)生精確可調(diào)的白光發(fā)射。本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備上述新型鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的制備方法，該制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低，并且可以制備出納米級的鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換材 料。通過本發(fā)明的發(fā)明人精心研究，采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料，其為稀土金 屬鐿、銩和鈥三價(jià)離子摻雜的鎢酸釓鈉，化學(xué)組成為Natl. 5 (Gd0.5_x_y_zYbxHoyTmz) WO4，其中 0. 01 彡 X 彡 0. 3,0. 001 彡 y 彡 0. 03,0. 001 ^ ζ ^ 0. 05。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的制備方法， 其中所述鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的化學(xué)組成為Naa 5 (Gd0.5_x_y_JbxHoyTmz) WO4， 0. 01 彡 χ 彡 0. 3,0. 001 彡 y 彡 0. 03，0. 001 ^ ζ ^ 0. 05，所述方法包括1)按照所述鎢酸釓鈉基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的化學(xué)組成 Na0.5 (Gd0.5_x_y_JbxHoyTmz) WO4稱取化學(xué)計(jì)量比的鐿、銩、鈥和釓原料，放入過量的濃硝酸或濃 鹽酸中，并且加熱溶解以形成三價(jià)稀土離子混合溶液；2)加熱該混合溶液至沸騰，以蒸發(fā)掉剩余的鹽酸和硝酸，直至蒸干該混合物溶 液；3)將步驟2、所得到的蒸干物用去離子水溶解以形成溶液，在快速攪拌下將鎢酸 銨和碳酸鈉加入到上述溶液中，充分?jǐn)嚢?、混合，以形成懸浮液?)將上述懸浮液作為反應(yīng)物放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在120 240°C的溫度下 反應(yīng)4 12小時(shí)，即得所述的鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了一種原料價(jià)格相對低廉的復(fù)合氧化物鎢酸釓 鈉Naa5Gda5WO4基質(zhì)作為上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的發(fā)光基質(zhì)，并且以yb37Tm37Ho3+組合摻雜 實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射。本發(fā)明制備的發(fā)光材料粒徑為納米級且分布均勻，并且能被980nm 紅外激光器有效激發(fā)，產(chǎn)生白光發(fā)射。本發(fā)明的發(fā)光材料是一種優(yōu)良的紅外上轉(zhuǎn)換白光發(fā) 射材料，可用于白光LED的封裝、納米光電子器件的制造和生物檢測等領(lǐng)域。此外，本發(fā)明的％3+/Tm37Ho3+組合摻雜的鎢酸釓鈉Naa5Gda5WO4基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光 發(fā)射材料的制備方法，是通過水熱合成技術(shù)，優(yōu)化水熱合成溫度與反應(yīng)時(shí)間等工藝參數(shù)，制 備得到了納米級的鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。該制備方法簡單、生產(chǎn)成本低。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1中組成為Naa5 (Gda48JbacilTmacici5H0acitll)WO4的上轉(zhuǎn)換白光 發(fā)射材料的X-射線衍射圖譜。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1中組成為Natl. JGda48JbacilTmacici5H0acitll) WO4的上轉(zhuǎn)換白光 發(fā)射材料在980nm紅外激光器激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換熒光光譜。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2中組成為NEta5(Gda 386YbaiTmacilHoacici4)WO4的上轉(zhuǎn)換白光 發(fā)射材料在980nm紅外激光器激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換熒光光譜。圖4是本發(fā)明的實(shí)施例3中組成為Naa5(Gda33Jbai5TmacmH0cicil)WO4的上轉(zhuǎn)換白光 發(fā)射材料在980nm紅外激光器激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換熒光光譜。圖5是本發(fā)明的實(shí)施例4中組成為Niia5(Gdc^Jba2ciTmaci5H0cici2)WO4的上轉(zhuǎn)換白光 發(fā)射材料在980nm紅外激光器激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換熒光光譜。圖6是本發(fā)明的實(shí)施例5中組成為NEta5(GdaiJba3ciTmaci3Hocici3)WO4的上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料在980nm紅外激光器激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換熒光光譜。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明所制備的鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料，其為稀土金屬鐿、 銩和鈥三價(jià)離子摻雜的鎢酸釓鈉，化學(xué)組成為Natl. 5 (Gd0.5_x_y_ JbxHoyTmz) WO4，其中 0. 01彡χ彡0. 3,0. 001 ^ y ^ 0. 03，0. 001 ^ ζ ^ 0. 05。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方 式，所述鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的化學(xué)組成為Naa5(Gda5_x_y_JbxHOyTmz)W04，其 中 0. 05 彡 χ 彡 0. 25,0. 005 彡 y 彡 0. 02,0. 005 ^ ζ ^ 0. 04。進(jìn)一步優(yōu)選為 Natl.5(Gd0.48 4Yb0. OiTm0. oosHoq. ooi) WO4、Na0.5 (Gd0 386Yb0. Jm0 01Ho0.004) WO4、Na0.5 (Gd0 339Yb0.15Tm0 001Ho0.01) WO4、 Na0.5 (Gd0 Jtocitl2) WO4 或恥。.5 (Gd。
.H^b0.30 Titi0. 03HO0.03)TO4。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料為納米級顆粒狀，其平均 粒徑為20 lOOnm，優(yōu)選為30 95nm，進(jìn)一步有選為50_90nm，最優(yōu)選為80_90nm。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種制備鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料 的方法，其中所述鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的化學(xué)組成為Naa5(Gda5_x_y_zYbxH0yTmz) WO4,0. 01 彡 X 彡 0. 3,0. 001 彡 y 彡 0. 03，0. 001 ^ ζ ^ 0. 05，所述方法包括1)按照所述鎢酸釓鈉基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的化學(xué)組成 Na0.5 (Gd0.5_x_y_JbxHoyTmz) WO4稱取化學(xué)計(jì)量比的鐿、銩、鈥和釓原料，放入過量的濃硝酸或濃 鹽酸中，并且加熱溶解以形成三價(jià)稀土離子混合溶液；2)加熱該混合溶液至沸騰，以蒸發(fā)掉剩余的鹽酸和硝酸，直至蒸干該混合物溶 液；3)將步驟2、所得到的蒸干物用去離子水溶解以形成溶液，在快速攪拌下將鎢酸 銨和碳酸鈉加入到上述溶液中，充分?jǐn)嚢?、混合，以形成懸浮液?)將上述懸浮液作為反應(yīng)物放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在120 240°C的溫度下 反應(yīng)4 12小時(shí)，即得所述的鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述鐿原料為氧化鐿、碳酸鐿和氫氧化鐿中的至少 一種；和/或所述銩原料為氧化銩、碳酸銩和氫氧化銩中的至少一種；和/或所述鈥原料為 氧化鈥、碳酸鈥和氫氧化鈥中的至少一種；和/或所述釓原料為氧化釓、碳酸釓和氫氧化釓 中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的另外優(yōu)選實(shí)施方式，所述鎢酸銨原料是(NH4)6W7O24 · 6H20o根據(jù)本發(fā)明的另外優(yōu)選實(shí)施方式，在進(jìn)行步驟4)所述的水熱反應(yīng)時(shí)，所述反應(yīng)溫 度為150 180°C。進(jìn)一步，優(yōu)選所述反應(yīng)壓力為3MPa 15MPa，甚至優(yōu)選為3MPa lOMPa， 最優(yōu)選為4-8MPa。本發(fā)明的％3+/Tm37Ho3+組合摻雜的鎢酸釓鈉Naa5Gda5WO4基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材 料的制備方法，是通過水熱合成技術(shù)，優(yōu)化水熱合成溫度與反應(yīng)時(shí)間等工藝參數(shù)，制備得到 了納米級的鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。該制備方法簡單、生產(chǎn)成本低。本發(fā)明所制 備的％37Tm37Ho3+組合摻雜的鎢酸釓鈉Naa5Gda5WO4基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料能被980nm 紅外激光器有效激發(fā)，產(chǎn)生白光發(fā)射。本發(fā)明的發(fā)光材料是一種優(yōu)良的紅外上轉(zhuǎn)換白光發(fā) 射材料，可用于白光LED的封裝、納米光電子器件的制造和生物檢測等領(lǐng)域。實(shí)施例
下面以具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案，特別是其優(yōu)選的實(shí)施方式。實(shí)施例1 =Naa 5 (Gd0.484Yb0.01Tm0.005Ho0.001) WO4 的制備稱取氧化鐿(Yb2O3)0.0197g，碳酸銩(Tm2 (CO3) 3) 0. 0U9g，氫氧化鈥 (Ho (OH) 3) 0. 0090g和氧化釓(Gd2O3) 0. 8773g置于50ml燒杯中，加入4mL濃鹽酸加熱 溶解以形成稀土離子混合溶液，此時(shí)稀土離子的摩爾比為Yb3+ Tm3+ Ho3+ Gd3+ = 2 1 0.2 96.8。將該混合物溶液加熱至沸騰，以蒸發(fā)去掉剩余的鹽酸。將上述蒸干后所得到的產(chǎn)物加20mL去離子水溶解，并用磁力攪拌器攪拌，混合均 勻。在快速攪拌下將鎢酸銨((NH4) 6ff7024 ·6Η20) 2. 6961g和氫氧化鈉0. 2000g依次加入上述 溶液，充分?jǐn)嚢琛⒒旌?，生成沉淀和水的懸浮液。將上述懸浮液作為反?yīng)物放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在120°C烘箱中反應(yīng)4小時(shí)， 即得粒徑為50nm左右的納米級上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。將所制備的Natl. S(Gda 484YbacilTmacici5H0acicil) WO4M料進(jìn)行XRD測試(日本島津株式會(huì) 社制備，Cuka)，其XRD圖譜參見附圖1。另外，該材料在980nm紅外激光器激發(fā)下的上轉(zhuǎn) 換熒光光譜參見附圖2。由該圖可知，其所制備的稀土金屬鐿、銩和鈥三價(jià)離子摻雜的鎢酸 釓鈉上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料為單一相，并且在980nm紅外激發(fā)下可以有限實(shí)現(xiàn)白光上轉(zhuǎn)換發(fā)射。實(shí)施例2 =Na0.5 (Gd0.386Yb0. Jm0.01Ho0. _) WO4 的制備稱取氫氧化鐿( (OH) 3) 0. 2240g,氧化銩(Tm2O3) 0. 0193g,氧化鈥(Ho2O3) 0. 0076g 和碳酸釓(Gd2 (CO3) 3) 0. 9544g置于50ml燒杯中，加入2mL濃硝酸加熱溶解，此時(shí)稀土離子 的摩爾比為 Tm3+ Ho3+ Gd3+= 20 2 0. 8 77. 2，溶液沸騰后蒸干，除掉剩余 的硝酸。將上述產(chǎn)物加20mL去離子水溶解，并用磁力攪拌器攪拌，混合均勻。在快速攪拌 下將鎢酸銨((NH4)6W7O24 · 6H20)2.6961g和碳酸鈉(Na2CO3)O. 2650g依次加入上述溶液，充 分?jǐn)嚢?、混合，生成沉淀和水的懸浮液。將上述懸浮液作為反?yīng)物放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在140°C烘箱中反應(yīng)6小時(shí)， 即得70nm左右的納米級上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。實(shí)施例3 =Na0.5 (Gd0.339Yb0.15Tm0.001Ho0.01) WO4 的制備稱取碳酸鐿(％2(CO3) 3) 0. 3946g，氫氧化銩(Tm (OH) 3) 0. 0022g,碳酸鈥(Ho2 (CO3) 3) 和氫氧化釓(Gd(OH)3)置于50ml燒杯中，加入3mL濃鹽酸加熱溶解，此時(shí)稀土離子的摩爾 比為 Tm3+ Ho3+ Gd3+= 30 0. 2 2 67. 8，溶液沸騰后蒸干，除 0. 0255g 掉剩 余的鹽酸。將上述產(chǎn)物加20mL去離子水溶解，并用磁力攪拌器攪拌，混合均勻。在快速攪拌 下將鎢酸銨((NH4)6W7O24 · 6H20)2.6961g和碳酸鈉(Na2CO3)O. 2650g依次加入上述溶液，充 分?jǐn)嚢?、混合，生成沉淀和水的懸浮液。將上述懸浮液作為反?yīng)物放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在180°C烘箱中反應(yīng)8小時(shí)， 即得SOnm左右的納米級上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。實(shí)施例4 =Na0.5 (Gd0.23Yb0.20Tm0.05Ho0.02) WO4 的制備稱取氫氧化鐿(Yb(0H)3)0.4481g，碳酸銩(Tm2(CO3)3)O.1295g，氧化鈥 (Ho2O3) 0. 0378和碳酸釓(Gd2 (CO3) 3) 0. 5687g置于50ml燒杯中，加入4mL濃硝酸加熱溶解， 此時(shí)稀土離子的摩爾比為 Tm3+ Ho3+ Gd3+= 40 10 4 46，溶液沸騰后蒸干，除掉剩余的硝酸。將上述產(chǎn)物加20mL去離子水溶解，并用磁力攪拌器攪拌，混合均勻。在快速攪拌 下將鎢酸銨((NH4)6W7O24 · 6H20)2.6961g和碳酸鈉(Na2CO3)O. 2650g依次加入上述溶液，充 分?jǐn)嚢?、混合，生成沉淀和水的懸浮液。將上述懸浮液作為反?yīng)物放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在180°C烘箱中反應(yīng)12小 時(shí)，即得SOnm左右的納米級上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。實(shí)施例5 =Na0.5 (Gd0.14Yb0.30Tm0.03Ho0.03) WO4 的制備稱取氧化鐿(Yb2O3)O.591 lg，碳酸銩(Tm2 (CO3) 3) 0. 0777g，氫氧化鈥 (Ho (OH) 3) 0. 0648g和氧化釓(Gd2O3) 0. 2538g置于50ml燒杯中，加入4mL濃硝酸加熱溶解， 此時(shí)稀土離子的摩爾比為Yb3+ Tm3+ Ho3+ Gd3+= 60 :6:6: 28，溶液沸騰后蒸干， 除掉剩余的硝酸。將上述產(chǎn)物加20mL去離子水溶解，并用磁力攪拌器攪拌，混合均勻。在快速攪拌 下將鎢酸銨((NH4)6W7O24 · 6H20)2.6961g和碳酸鈉(Na2CO3)O. 2650g依次加入上述溶液，充 分?jǐn)嚢?、混合，生成沉淀和水的懸浮液。將上述懸浮液作為反?yīng)物放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在的烘箱中反應(yīng)10小 時(shí)，即得650nm左右的納米級上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。對實(shí)施例2-5所制備的材料進(jìn)行類似于實(shí)施例1的測試，其XRD測試圖完全類似 于附圖1。熒光光譜測試結(jié)果分別參見附圖3-6。由圖可以看出，實(shí)施例2-5所制備的稀土 金屬鐿、銩和鈥三價(jià)離子摻雜的鎢酸釓鈉上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料為單一相，并且在980nm紅外激 發(fā)下可以有限實(shí)現(xiàn)白光上轉(zhuǎn)換發(fā)射。
權(quán)利要求
1.一種鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料，其為稀土金屬鐿、銩和鈥三價(jià)離子摻雜的鎢 酸釓鈉，化學(xué)組成為 Na。.5(Gd。.5_x_y_zYbxHoyTmz)TO4，其中 0.01^x^0. 3,0. 001 ^ y ^ 0. 03， 0. 001 ^ Z ^ 0. 05。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料，其中，所述上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料為納 米級顆粒狀，其平均粒徑為20 lOOnm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料，其中，所述上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的組 成為 Na0 5 (Gd0 484Yb0.oJm0.005Ho0 001) WO4、Na0 5 (Gd0 386Yb0 Jm0 01Ho0 004) WO4、Na0.5 (Gd0 339Yb0 15Tm0 .OOiHo0.01) WO4 > Na0 5 (Gd0 23Yb0 20Tm0 05Ho0 02) WO4 或 Na0 5 (Gd0 14Yb0 30Tm0 03Ho0 03) WO4。
4.一種鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的制備方法，其中所述鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光 發(fā)射材料的化學(xué)組成為 Na。.5(Gd。.5_x_y_zYbxHoyTmz)W04，0· 01 彡 χ 彡 0. 3,0. 001 ^ y ^ 0. 03， 0. 001 ^ Z ^ 0. 05，所述方法包括1)按照所述鎢酸釓鈉基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的化學(xué)組成Naa5(Gda5_x_y_zYbxHoyTmz) WO4稱取化學(xué)計(jì)量比的鐿、銩、鈥和釓原料，放入過量的濃硝酸或濃鹽酸中，并且加熱溶解以 形成三價(jià)稀土離子混合溶液；2)加熱該混合溶液至沸騰，以蒸發(fā)掉剩余的鹽酸和硝酸，直至蒸干該混合物溶液；3)將步驟幻所得到的蒸干物用去離子水溶解以形成溶液，在快速攪拌下將鎢酸銨和 碳酸鈉加入到上述溶液中，充分?jǐn)嚢琛⒒旌?，以形成懸浮液?)將上述懸浮液作為反應(yīng)物放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在120 240°C的溫度下反應(yīng) 4 12小時(shí)，即得所述的鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述鐿原料為氧化鐿、碳酸鐿和氫氧化鐿中的至 少一種；所述銩原料為氧化銩、碳酸銩和氫氧化銩中的至少一種；所述鈥原料為氧化鈥、碳 酸鈥和氫氧化鈥中的至少一種；和/或所述釓原料為氧化釓、碳酸釓和氫氧化釓中的至少 一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述鎢酸銨原料是(NH4)6W7O24· 6H20o
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所制備的上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料為納米級顆粒 狀，其平均粒徑為20 lOOnm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述水熱反應(yīng)的溫度在150 180°C，所述 反應(yīng)壓力為3MPa 15MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料及其制備方法。所述鎢酸鹽基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料的組成為Na0.5(Gd0.5-x-y-zYbxHoyTmz)WO4，其中0.01≤x≤0.3，0.001≤y≤0.03，0.001≤z≤0.05。該材料的制備方法是稱取稀土金屬鐿、銩、鈥和釓原料溶于濃硝酸或濃鹽酸中配成混合溶液，再加入鎢酸銨和碳酸鈉，以生成水懸浮液，爾后將其進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到納米級材料。所述的yb3+/Tm3+/Ho3+組合摻雜的鎢酸釓鈉Na0.5Gd0.5WO4基質(zhì)上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射材料能被980nm紅外激光器有效激發(fā)，并產(chǎn)生白光發(fā)射，其可用于生物檢測、納米光電子器件的制造和白光LED的封裝等領(lǐng)域。
文檔編號C09K11/78GK102146286SQ20111002327
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者夏志國, 廖立兵, 杜鵬 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)