一種窄波段鐿銩雙摻gzo納米熒光材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種GZO納米熒光材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]在光學領域，上轉換是將長波長的光轉化成短波長的光。所謂上轉換發光是指將兩個或兩個以上的低能光子轉換成一個高能光子的現象，一般特指將紅外光轉換為可見光，其發光機理是基于雙光子或多光子過程。上轉換發光材料具有很多優良的性能和廣泛的用途，例如可以用來實現簡單、廉價和可靠性高的緊湊激光系統。但目前報道的上轉換藍光基質材料，其波長分布相對較寬，顆粒尺寸較大，在生物醫學方面的應用具有局限性。為了解決這一問題，本發明制備出了波段分布窄，顆粒尺寸小的上轉換藍光材料。可以應用在醫療、生物以及雷達等方面，例如提高藍光動力治療系統LED光源的窄譜可見光光子治療的精確性和有效性，提高上轉換熒光探針靈敏性，準確性等。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是要解決現有上轉換藍光基質材料的波段分布較寬，顆粒尺寸較大，不利于其在醫學、生物以及雷達等方面應用的問題，而提供一種窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的制備方法。
[0004]一種窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的制備方法，是按以下步驟完成的:
[0005]一、將質量分數為4%?8%的NaOH溶液以30滴/min?60滴/min的滴加速度滴加到質量分數為5%?9%的Zn (NO3) 3溶液中，得到混合溶液A ;再將質量分數為0.2%?1.5 %的Ga (NO3) 3溶液以30滴/min?60滴/min的滴加速度滴加到混合溶液A中，再在攪拌速度為600r/min?800r/min下磁力攪拌20min?30min，得到混合溶液B ；
[0006]步驟一中所述的混合溶液A中NaOH與Zn (NO3) 3的物質的量比為4:1;
[0007]步驟一中所述的混合溶液B中Zn (NO3)3與Ga (NO 3)3的物質的量比為100:1 ;
[0008]二、將Imol %?9mo% I的氧化鐿硝酸溶液加入到混合溶液B中，再加入Imol %?2mol %的氧化鎊硝酸溶液，再在攪拌速度為600r/min?800r/min下磁力攪拌15min?30min，再在超聲功率為20W?80W下超聲15min?30min，得到混合溶液C ；
[0009]步驟二中所述的Imol %?9mol %的氧化鐿硝酸溶液與混合溶液B的體積比為(I ?5):30 ;
[0010]步驟二中所述的Imol %?2mol %的氧化銩硝酸溶液與混合溶液B的體積比為(2 ?6):30 ;
[0011]三、將混合溶液B加入到反應釜中，再在溫度為120°C?180°C下反應12h?48h，再進行離心，再將離心后得到的沉淀物質在溫度為50°C?60°C下干燥24h?48h，得到窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料。
[0012]本發明的優點:
[0013]一、本發明采用無毒的GZO作為摻雜的基質材料，通過摻雜鐿、銩，并改變鐿、銩的摻雜濃度，在980nm紅外光激發下，得到了更窄的波長范圍為485nm?495nm的單色性較好的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料；
[0014]二、本發明制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料，因為具有無毒及很好的窄波藍光性能，可直接獲得波長很窄的藍光；本發明制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料無毒，可回收利用，影城可以應用的生物熒光標記、海洋雷達信號以及熒光納米涂層等方面；
[0015]三、本發明制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料達到了減小藍光發光材料波長范圍，從而將強其在實際問題中的應用的目的，尤其在今年來的生物醫學中有廣泛的應用價值；
[0016]四、本發明制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料分布波段較窄，得到了窄波段的上轉換藍光；
[0017]五、本發明制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的尺寸在40nm?50nm，形貌為納米棒。
[0018]本發明的原理:
[0019]本發明是利用上轉換發光原理，所謂上轉換發光是指將兩個或兩個以上的低能光子轉換成一個高能光子的現象，一般特指將紅外光轉換為可見光，其發光機理是基于雙光子或多光子過程；上轉換發光材料中摻雜的稀土離子分為敏化劑和發光中心；本發明中選用Tm3+離子來實現上轉換藍光發射，Yb 3+離子作為敏化劑，選用對人體無害的980nm激光；Yb3+離子的價電子構型為4f13，其能態結構只有基態2F7/2和一個激發態2F5/2;因為只有一個激發態，與其它的三價稀土離子不同，它不會出現濃度猝滅、激發態再吸收和能量上轉移等影響上轉換發光效率的現象，因此對980nm的激光吸收率高，能夠做為敏化其它稀土元素發光的敏化劑；Tm3+離子的外層電子構型為4f12，Tm3+離子的1G4^ 3!16躍迀產生了位于480nm附近的藍光發射。
[0020]本發明可獲得種窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料。
【附圖說明】
[0021]圖1為XRD譜圖，圖1中I為GZO的JCPDS標準XRD曲線，2為實施例一制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的XRD曲線；
[0022]圖2為實施例一制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的上轉換發光譜圖；
[0023]圖3為實施例二制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的上轉換發光譜圖；
[0024]圖4為實施例三制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的上轉換發光譜圖；
[0025]圖5為實施例四制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的上轉換發光譜圖；
[0026]圖6為實施例五制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的上轉換發光譜圖；
[0027]圖7為實施例三制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的SEM圖。
【具體實施方式】
[0028]【具體實施方式】一:本實施方式是一種窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的制備方法是按以下步驟完成的:
[0029]一、將質量分數為4%?8%的NaOH溶液以30滴/min?60滴/min的滴加速度滴加到質量分數為5%?9%的Zn (NO3) 3溶液中，得到混合溶液A ;再將質量分數為0.2%?
1.5 %的Ga (NO3) 3溶液以30滴/min?60滴/min的滴加速度滴加到混合溶液A中，再在攪拌速度為600r/min?800r/min下磁力攪拌20min?30min，得到混合溶液B ；
[0030]步驟一中所述的混合溶液A中NaOH與Zn (NO3) 3的物質的量比為4:1;
[0031]步驟一中所述的混合溶液B中Zn (NO3)3與Ga (NO 3)3的物質的量比為100:1 ;
[0032]二、將Imol %?9mo% I的氧化鐿硝酸溶液加入到混合溶液B中，再加入Imol %?2mol %的氧化鎊硝酸溶液，再在攪拌速度為600r/min?800r/min下磁力攪拌15min?30min，再在超聲功率為20W?80W下超聲15min?30min，得到混合溶液C ；
[0033]步驟二中所述的Imol %?9mol %的氧化鐿硝酸溶液與混合溶液B的體積比為(I ?5):30 ;
[0034]步驟二中所述的Imol %?2mol %的氧化銩硝酸溶液與混合溶液B的體積比為(2 ?6):30 ;
[0035]三、將混合溶液B加入到反應釜中，再在溫度為120°C?180°C下反應12h?48h，再進行離心，再將離心后得到的沉淀物質在溫度為50°C?60°C下干燥24h?48h，得到窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料。
[0036]本實施方式得到的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的波長范圍為485nm?495nm0
[0037]本實施方式的優點:
[0038]—、本實施方式采用無毒的GZO作為摻雜的基質材料，通過摻雜鐿、銩，并改變鐿、鎊的摻雜濃度，在980nm紅外光激發下，得到了更窄的波長范圍為485nm?495nm的單色性較好的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料；
[0039]二、本實施方式制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料，因為具有無毒及很好的窄波藍光性能，可直接獲得波長很窄的藍光；本實施方式制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料無毒，可回收利用，影城可以應用的生物熒光標記、海洋雷達信號以及熒光納米涂層等方面；
[0040]三、本實施方式制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料達到了減小藍光發光材料波長范圍，從而將強其在實際問題中的應用的目的，尤其在今年來的生物醫學中有廣泛的應用價值；
[0041]四、本實施方式制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料分布波段較窄，得到了窄波段的上轉換藍光；
[0042]五、本實施方式制備的窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料的尺寸在40nm?50nm，形貌為納米棒。
[0043]本實施方式的原理:
[0044]本實施方式是利用上轉換發光原理，所謂上轉換發光是指將兩個或兩個以上的低能光子轉換成一個高能光子的現象，一般特指將紅外光轉換為可見光，其發光機理是基于雙光子或多光子過程；上轉換發光材料中摻雜的稀土離子分為敏化劑和發光中心；本實施方式中選用Tm3+離子來實現上轉換藍光發射，Yb 3+離子作為敏化劑，選用對人體無害的980nm激光；Yb3+離子的價電子構型為4f13，其能態結構只有基態2F7/2和一個激發態午5/2;因為只有一個激發態，與其它的三價稀土離子不同，它不會出現濃度猝滅、激發態再吸收和能量上轉移等影響上轉換發光效率的現象，因此對980nm的激光吸收率高，能夠做為敏化其它稀土元素發光的敏化劑；Tm3+離子的外層電子構型為4f12，Tm3+離子的1G4] %6躍迀產生了位于480nm附近的藍光發射。
[0045]本實施方式可獲得種窄波段鐿銩雙摻GZO納米熒光材料。
[0046]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:步驟一中將質量分數為6 %?8 %的NaOH溶液以40滴/min?60滴/min的滴加速度滴加到質量分數為7 %?9%的Zn (NO3) 3溶液中，得到混合溶液A。其他與【具體實施方式】一相同。
[0047]【具體實施方式】三:本實施方式與