一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料，包括Zr(NO3)4·

【技术实现步骤摘要】
一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料及其制备方法


[0001]本说明书一个或多个实施例涉及发光材料及其制备方法领域，尤其涉及一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]总的来说稀土掺杂无机材料发光可以分为上转换发光和下转移发光。当发射的荧光具有比入射光更短的波长，即发射的波长比入射波长更大的能量，这被称为“反斯托克斯发光”或“上转换发光(UCL)。当发射荧光的波长应始终大于入射光的波长，这种发光遵循斯托克斯发光规律，被称为下转移发光。铒镱共掺杂荧光粉在980nm激光的激发下可以同时实现上转换和下转移发光，由于其具有稳定的发光，荧光寿命长等优点受到了人们的青睐，在照明、显示、光学温度传感、光学防伪等方面有着广泛的应用。传统的镱铒共掺杂荧光粉受到热猝灭的影响在温度升高时发光强度会降低，比如在高温环境以及980nm 激光热辐射造成的温升等，这些高温环境都会使样品的发光强度降低。
[0003]最近报道了许多基于负热膨胀(NTE)材料的稀土发光材料都实现了在较高温下的发光强度增强，利用NTE材料温升诱导晶格收缩和晶格畸变来实现稀土离子上转换发光热猝灭的反常现象。例如负膨胀上转换材料Yb2W3O
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:Er
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，2019年H.Zou等人 [Angew.Chem.Int.Ed.17255
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17259，58(2019)]研究了采用高温固相法 Yb2W3O
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>:Er
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,实现了上转换发光的热增强；此外还有负热膨胀材料 Sc2(MoO4)3:Yb
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/Er
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，2022年J.S.Liao等人[Nat.Commun.2090,13 (2022)]利用溶胶凝胶法制备，同时实现了热增强上转换和下转移发光。虽然在高温时的发光强度得到了改善，但是已报道的稀土掺杂NTE 的发光材料(如:Yb2W3O
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:Er
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,Sc2(MoO4)3:Yb
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/Er
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)都有一定的吸水性，这不仅会导致材料热学性质改变，同时也会降低其常温下材料的发光强度。在Sc2(MoO4)3体系中，纯基质材料被认为是吸收水材料。但是由于更大离子半径Yb
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和Er
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替代小离子半径Sc
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导致单胞体积增加，使得结构中微腔的体积增加。这水分子有机会进入到微腔中导致材料性能改变。对于上述提到的问题会对UCL发光材料的应用有所限制，因此我们通过引入离子半径更小的Zr
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离子和PO
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离子，这会使晶体结构的微腔缩小，让水分子无法进入微腔内，进而改善吸水性能。因此，设计和制备一种具有优异防潮性能和发光性能的UCL 发光材料，这将使得材料在低温和高温时都具有优异的发光性能，对于实现上转换和下转移热增强发光材料的应用具有十分重要的意义。
[0004]综上所述，本申请提出一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料来解决上述提出的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料制备方法，以解决
技术介绍
中提出的
问题。
[0006]基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料，包括以下成分：
[0007]Zr(NO3)4·
5H2O，1摩尔占比；
[0008]Sc(NO3)3·
6H2O，0.69
‑
0.94摩尔占比；
[0009]Er(NO3)3·
6H2O，0.01摩尔占比；
[0010]Yb(NO3)3·
6H2O，0.05
‑
0.3摩尔占比；
[0011](NH4)6W7O
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·
6H2O，2/7摩尔占比；以及
[0012]NH4H2PO4，1摩尔占比。
[0013]优选的，包括以下成分：
[0014]Zr(NO3)4·
5H2O，1摩尔占比；
[0015]Sc(NO3)3·
6H2O，0.84摩尔占比；
[0016]Er(NO3)3·
6H2O，0.01摩尔占比；
[0017]Yb(NO3)3·
6H2O，0.15摩尔占比；
[0018](NH4)6W7O
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·
6H2O，2/7摩尔占比；以及
[0019]NH4H2PO4，1摩尔占比。
[0020]一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料的制备方法，包括以下步骤：
[0021]S1，称取合适摩尔占比的Zr(NO3)4·
5H2O、Sc(NO3)3·
6H2O、 Yb(NO3)3·
6H2O和Er(NO3)3·
6H2O的无机盐，并投入烧杯中，加入适量的蒸馏水，进行搅拌，使原料充分溶解成均匀的混合溶液；
[0022]S2，将适量的柠檬酸投入步骤S1得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得到新的混合溶液；
[0023]S3，称取合适摩尔占比的(NH4)6W7O
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·
xH2O和NH4H2PO4，并投入至含有适量去离子水的烧杯中不断搅拌，得到混合溶液；
[0024]S4，将步骤S3得到的混合溶液滴加到步骤S2得到的混合溶液中，进行搅拌，得到透明的溶胶；
[0025]S5，将步骤S4中盛有透明溶胶的烧杯放入恒温水浴中进行凝胶化反应，形成凝胶；
[0026]S6，将步骤S5中的凝胶置于烘箱中进行干燥，直至凝胶呈蓬松状；
[0027]S7，将步骤S6得到的干燥后的蓬松状凝胶取出，并置于玛瑙研钵中进行研磨；
[0028]S8，将步骤S7中研磨后的凝胶转移至坩埚中，并放入马弗炉中进行煅烧，煅烧完成后，随炉冷却后取出获得最终的成品。
[0029]更为优选的，所述步骤S2中柠檬酸与总的稀土硝酸盐的摩尔比为2:1。
[0030]更为优选的，所述步骤S4中搅拌操作的时间为60min。
[0031]更为优选的，所述步骤S5中凝胶化反应的温度为60
‑
80℃，时间为6
‑
8h。
[0032]更为优选的，所述步骤S6中干燥过程中烘箱内部的温度为120℃，干燥的时间为16
‑
24h。
[0033]更为优选的，所述步骤S7中碾磨过程的时间为20
‑
30min。
[0034]更为优选的，所述步骤S8中煅烧过程中马弗炉内部的温度为 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料，其特征在于，包括以下成分：Zr(NO3)4·
5H2O，1摩尔占比；Sc(NO3)3·
6H2O，0.69
‑
0.94摩尔占比；Er(NO3)3·
6H2O，0.01摩尔占比；Yb(NO3)3·
6H2O，0.05
‑
0.3摩尔占比；(NH4)6W7O
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6H2O，2/7摩尔占比；以及NH4H2PO4，1摩尔占比。2.根据权利要求1所述的一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料制备方法，其特征在于，包括以下成分：Zr(NO3)4·
5H2O，1摩尔占比；Sc(NO3)3·
6H2O，0.84摩尔占比；Er(NO3)3·
6H2O，0.01摩尔占比；Yb(NO3)3·
6H2O，0.15摩尔占比；(NH4)6W7O
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6H2O，2/7摩尔占比；以及NH4H2PO4，1摩尔占比。3.一种具有防潮性能和反常的热增强发光铒镱共掺磷钨酸钪锆二维负热膨胀材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，称取合适摩尔占比的Zr(NO3)4·
5H2O、Sc(NO3)3·
6H2O、Yb(NO3)3·
6H2O和Er(NO3)3·
6H2O的无机盐，并投入烧杯中，加入适量的蒸馏水，进行搅拌，使原料充分溶解成均匀的混合溶液；S2，将适量的柠檬酸投入步骤S1得到的混合溶液中，并搅拌均匀，得到新的混合溶液；S3，称取合适摩尔占比的(NH4)6W7O
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xH2O和NH4H2PO4，并投入至含有适量去离子水的烧杯中不断搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖金生，韩卓，符彪，颜昊坤，陈景林，温和瑞，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：