本发明涉及一种荧光粉及其制备方法，特别是涉及一种不同发射峰稀土离子掺杂同基质的荧光粉及制备方法。
背景技术：
nay(moo4)2由于其结构多样性而得到了广泛的研究，并且稀土离子与基质中的y3 属于同价态替换，不会引起晶格畸变或缺陷，进而对发光有利，而且材料较低的声子能量，优异的热、化学稳定性及优良的光学性能，故适合作为稀土发光材料的基质使用。对dy3 ,er3 双掺nay(moo4)2荧光材料的制备方法及上转换和下转换的发光性能的研究，并以近红外光和近紫外光作为激发波长获得er3 的绿色发光和dy3 的蓝绿光，并实现dy3 →er3 的能量传递过程。将稀土离子上转换发光和下转换发光同时应用于纳米探针中，不仅可以利用上转换特有的近红外光激发，能够有效地穿透生物组织、且不会引起生物组织的自发荧光，而且可利用下转换发光荧光寿命较长、荧光效率高的优势，两者优势互补，有望提高生物荧光检测的灵敏度和精确度。将具有不同特征发射峰的稀土离子掺杂在同一基质中，在不同波长的光激发下，可以获得不同颜色的荧光，因此在一定程度上可以实现荧光编码，从而实现对多组分目标生物分子检测和跟踪，进而实现荧光编码功能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种不同发射峰稀土离子掺杂同基质的荧光粉及制备方法，该方法以edta作络合剂通过水热法制得的荧光粉，并在不同波长近红外光和近紫外光激发下，得到上转换发光和下转换发光强度高且均匀的荧光粉。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种不同发射峰稀土离子掺杂同基质的荧光粉，所述荧光粉以nay(moo4)2为基质，dy3 、er3 双掺在不同波长近红外光和近紫外光激发下，得到特征上转换和下转换荧光发射，并获得er3 绿色发光(525nm和553nm处)和dy3 的蓝(479nm处)绿(574)nm处)光，实现dy3 →er3 的能量传递过程；
测得nay(92%)(moo4)2:dy3 (5%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度是nay(96%)(moo4)2:dy3 (1%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度的8倍；
该稀土荧光粉的表达式为：
nay(97%-x%)(moo4)2:dy3 (x%),er3 (3%)(x=1.0~5.0)nay(98%-y%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (y%)(y=1.0~10.0。
所述的一种不同发射峰稀土离子掺杂同基质的荧光粉，所述dy3 ,er3 双掺nay(moo4)2的发光性能具有以下特征：
1)由于dy3 →er3 的能量传递过程，当er3 掺杂量不变，随着dy3 掺杂量增加，er3 的特征峰发光强度明显提高；测得nay(92%)(moo4)2:dy3 (5%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度是nay(96%)(moo4)2:dy3 (1%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度的8倍；
2)由于dy3 →er3 的能量传递过程，当dy3 掺杂量不变，随着er3 掺杂量增加时，er3 的特征峰发光强度也明显提高。
一种不同发射峰稀土离子掺杂同基质的荧光粉制备方法，所述方法包括以下制备步骤：
1)按化学计量比称取y2o3、dy2o3和er2o3，并将其溶于过量的浓硝酸中，加热至微沸，蒸去过多的硝酸，配置成0.2mol/ly(no3)3、0.05mol/ldy(no3)3和0.05mol/ler(no3)3溶液；再配置0.2mol/l的na2moo4溶液和edta-2na溶液；
2)按比例加入步骤1配置的y(no3)3、dy(no3)3、er(no3)3溶液，在磁力搅拌条件下，加入步骤1配置的edta-2na溶液，磁力搅拌10分钟后，加入步骤1配置的na2moo4溶液，用浓氨水和浓盐酸调节ph值为3；持续搅拌30分钟后，将溶液转移到100ml的聚四氟乙烯反应釜中，180℃反应10h；
3)将步骤2得到的反应液使用无水乙醇和蒸馏水交替清洗两次，然后将样品在90℃下干燥3h，再碾磨获得荧光粉前驱体，并在800℃空气氛围下退火2h获得荧光粉，最后将制得样品装袋备用。
本发明的优点与效果是：
本发明制备dy3 ,er3 双掺nay(moo4)2荧光材料，并以近红外光和近紫外光作为激发波长获得er3 的绿色发光和dy3 的蓝绿光，并实现dy3 →er3 的能量传递过程，当er3 掺杂量不变，随着dy3 掺杂量的增加，er3 的特征峰发光强度明显提高，测得nay(92%)(moo4)2:dy3 (5%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度是nay(96%)(moo4)2:dy3 (1%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度的8倍。dy3 掺杂量不变，随着er3 掺杂量的适量增加，er3 的特征峰发光强度明显提高。将稀土离子上转换发光和下转换发光同时应用于纳米探针中，不仅可以利用上转换特有的近红外光激发，能够有效地穿透生物组织、且不会引起生物组织的自发荧光，而且可利用下转换发光荧光寿命较长、荧光效率高的优势，两者优势互补，有望提高生物荧光检测的灵敏度和精确度，将具有不同特征发射峰的稀土离子掺杂在同一基质中，在不同波长的光激发下，可以获得不同颜色的荧光，因此在一定程度上可以实现荧光编码，从而实现对多组分目标生物分子检测和跟踪。
本发明在不同波长光激发下，得到特征上转换和下转换荧光发射，并获得er3 绿色发光和dy3 的蓝绿光，并实现dy3 →er3 的能量传递过程，测得nay(92%)(moo4)2:dy3 (5%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度是nay(96%)(moo4)2:dy3 (1%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度的8倍。当dy3 掺杂量不变，随着er3 掺杂量增加时，er3 的特征峰发光强度也明显提高。
本发明具有合成方法简单，便于操作的特点。将稀土离子上转换发光和下转换发光同时应用于纳米探针中，不仅可以利用上转换特有的近红外光激发，能够有效地穿透生物组织、且不会引起生物组织的自发荧光，而且可利用下转换发光荧光寿命较长、荧光效率高的优势，两者优势互补，有望提高生物荧光检测的灵敏度和精确度。将具有不同特征发射峰的稀土离子掺杂在同一基质中，在不同波长的光激发下，可以获得不同颜色的荧光，因此在一定程度上可以实现荧光编码，从而实现对多组分目标生物分子检测和跟踪。
附图说明
图1为不同波长激发下nay(95%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (3%)的上转换发射光谱图；
图2为不同波长激发下nay(95%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (3%)的下转换发射光谱图；
图3为nay(92%)(moo4)2:dy3 (5%),er3 (3%)和nay(96%)(moo4)2:dy3 (1%),er3 (3%)的上转换发射光谱图；
图4为nay(97%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (1%)和nay(94%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (4%)的下转换发射光谱图。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
1)按化学计量比称取4.5162gy2o3、1.865gdy2o3和1.9126ger2o3，并将其溶于过量的浓硝酸中，加热至微沸，蒸去过多的硝酸，配置成0.2mol/ly(no3)3、0.05mol/ldy(no3)3和0.05mol/ler(no3)3溶液。称取24.1950gna2moo4和7.4448gedta-2na，配置成0.2mol/l的na2moo4溶液和edta-2na溶液。
2)加入步骤1配置的y(no3)3(9ml)、dy(no3)3(0.8ml)、er(no3)3(1.2ml)溶液，在磁力搅拌条件下，加入一定比例的步骤1配置的edta-2na(4ml)溶液，磁力搅拌10分钟后，加入一定比例步骤1配置的na2moo4(40ml)溶液，用浓氨水和浓盐酸调节ph值为3。持续搅拌30分钟后，将溶液转移到100ml的聚四氟乙烯反应釜中，180℃反应10h。
3)将步骤2得到的反应液使用无水乙醇和蒸馏水交替清洗两次，然后将样品在90℃下干燥3h，再碾磨获得荧光粉前驱体，并在800℃空气氛围下退火2h获得nay(95%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (3%)荧光粉，在近红外光和近紫外光作为激发波长获得er3 的绿色发光和dy3 的蓝绿光。如图1为在776nm(a)，730nm(b)，760nm(c)光激发下，nay(95%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (3%)荧光粉的上转换发射光谱图，可看出在776nm光激发下，出现dy3 的特征峰(479nm和574nm处)，发出较强的蓝(479nm处)绿(574nm处)光，无er3 的特征峰；在730nm光激发下，出现dy3 的特征峰(479nm和574nm处)和er3 的特征峰(525nm和553nm处)，发出dy3 的蓝绿光和er3 的绿光，但发光强度较弱；在760nm激发下，出现发光强度较弱的dy3 的特征峰(479nm和574nm处)和发光强度较强的er3 的特征峰(525nm和553nm处)，发出dy3 的蓝绿光和er3 的绿光。如图2为390nm(a)，355nm(b)，380nm(c)光激发下，nay(95%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (3%)荧光粉的下转换发射光谱图，可看出在390nm光激发下，出现dy3 的特征峰(479nm和574nm处)，发出较强的蓝(479nm处)绿(574nm处)光，无er3 的特征峰；在355nm光激发下，出现dy3 的特征峰(479nm和574nm处)和er3 的特征峰(525nm和553nm处)，发出dy3 的蓝绿光和er3 的绿光，但发光强度较弱；在380nm光激发下，出现发光强度较弱的dy3 的特征峰(479nm和574nm处)和发光强度较强的er3 的特征峰(525nm和553nm处)，发出dy3 的蓝绿光和er3 的绿光。因此激发波长不同，可以获得不同颜色的荧光，因此在一定程度上可以实现荧光编码，从而实现对多组分目标生物分子检测和跟踪。
实施例2
1)按化学计量比称取4.5162gy2o3、1.865gdy2o3和1.9126ger2o3，并将其溶于过量的浓硝酸中，加热至微沸，蒸去过多的硝酸，配置成0.2mol/ly(no3)3、0.05mol/ldy(no3)3和0.05mol/ler(no3)3溶液。称取24.1950gna2moo4和7.4448gedta-2na，配置成0.2mol/l的na2moo4溶液和edta-2na溶液。
2)加入一定比例(如表1)步骤1配置的y(no3)3、dy(no3)3、er(no3)3溶液，在磁力搅拌条件下，加入一定比例的步骤1配置的edta-2na(4ml)溶液，磁力搅拌10分钟后，加入一定比例步骤1配置的na2moo4(40ml)溶液，用浓氨水和浓盐酸调节ph值为3。持续搅拌30分钟后，将溶液转移到100ml的聚四氟乙烯反应釜中，180℃反应10h。
表1加入y(no3)3、dy(no3)3、er(no3)3溶液的量
3)将步骤2得到的反应液使用无水乙醇和蒸馏水交替清洗两次，然后将样品在90℃下干燥3h，再碾磨获得荧光粉前驱体，并在800℃空气氛围下退火2h获得nay(97%-x%)(moo4)2:dy3 (x%),er3 (3%)(x=1.0~5.0)荧光粉，在760nm光作为激发波长获得er3 的绿色发光和dy3 的蓝绿光，并实现dy3 →er3 的能量传递过程。如图3为760nm光激发下，制备的nay(92%)(moo4)2:dy3 (5%),er3 (3%)样品和nay(96%)(moo4)2:dy3 (1%),er3 (3%)样品的上转换发射光谱图，可看出er3 掺杂量不变，随着dy3 掺杂量增加，er3 的特征峰的发光强度明显提高。测得nay(92%)(moo4)2:dy3 (5%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度是nay(96%)(moo4)2:dy3 (1%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度的8倍。
实施例3
1)按化学计量比称取4.5162gy2o3、1.865gdy2o3和1.9126ger2o3，并将其溶于过量的浓硝酸中，加热至微沸，蒸去过多的硝酸，配置成0.2mol/ly(no3)3、0.05mol/ldy(no3)3和0.05mol/ler(no3)3溶液。称取24.1950gna2moo4和7.4448gedta-2na，配置成0.2mol/l的na2moo4溶液和edta-2na溶液。
2)加入一定比例(如表2)步骤1配置的y(no3)3、dy(no3)3、er(no3)3溶液，在磁力搅拌条件下，加入一定比例的步骤1配置的edta-2na(4ml)溶液，磁力搅拌10分钟后，加入一定比例步骤1配置的na2moo4(40ml)溶液，用浓氨水和浓盐酸调节ph值为3。持续搅拌30分钟后，将溶液转移到100ml的聚四氟乙烯反应釜中，180℃反应10h。
表2加入y(no3)3、dy(no3)3、er(no3)3溶液的量
3)将步骤2得到的反应液使用无水乙醇和蒸馏水交替清洗两次，然后将样品在90℃下干燥3h，再碾磨获得荧光粉前驱体，并在800℃空气氛围下退火2h获得nay(98%-x%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (x%)(x=1.0~10.0)荧光粉，在380光作为激发波长获得er3 的绿色发光和dy3 的蓝绿光，并实现dy3 →er3 的能量传递过程。如图4为380nm光激发下，nay(97%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (1%)样品和nay(94%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (4%)样品的下转换发射光谱图，可看出dy3 掺杂量不变，随着er3 掺杂量适量增加，er3 的特征峰的发光强度明显提高。
1.一种不同发射峰稀土离子掺杂同基质的荧光粉，其特征在于，所述荧光粉以nay(moo4)2为基质，dy3 、er3 双掺在不同波长近红外光和近紫外光激发下，得到特征上转换和下转换荧光发射，并获得er3 绿色发光(525nm和553nm处)和dy3 的蓝(479nm处)绿(574)nm处)光，实现dy3 →er3 的能量传递过程；
测得nay(92%)(moo4)2:dy3 (5%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度是nay(96%)(moo4)2:dy3 (1%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度的8倍；
该稀土荧光粉的表达式为：
nay(97%-x%)(moo4)2:dy3 (x%),er3 (3%)(x=1.0~5.0)nay(98%-y%)(moo4)2:dy3 (2%),er3 (y%)(y=1.0~10.0。
2.根据权利要求1所述的一种不同发射峰稀土离子掺杂同基质的荧光粉，其特征在于，所述dy3 ,er3 双掺nay(moo4)2的发光性能具有以下特征：
1)由于dy3 →er3 的能量传递过程，当er3 掺杂量不变，随着dy3 掺杂量增加，er3 的特征峰发光强度明显提高；测得nay(92%)(moo4)2:dy3 (5%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度是nay(96%)(moo4)2:dy3 (1%),er3 (3%)样品553nm处的发光强度的8倍；
2)由于dy3 →er3 的能量传递过程，当dy3 掺杂量不变，随着er3 掺杂量增加时，er3 的特征峰发光强度也明显提高。
3.一种不同发射峰稀土离子掺杂同基质的荧光粉制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备步骤：
1)按化学计量比称取y2o3、dy2o3和er2o3，并将其溶于过量的浓硝酸中，加热至微沸，蒸去过多的硝酸，配置成0.2mol/ly(no3)3、0.05mol/ldy(no3)3和0.05mol/ler(no3)3溶液；再配置0.2mol/l的na2moo4溶液和edta-2na溶液；
2)按比例加入步骤1配置的y(no3)3、dy(no3)3、er(no3)3溶液，在磁力搅拌条件下，加入步骤1配置的edta-2na溶液，磁力搅拌10分钟后，加入步骤1配置的na2moo4溶液，用浓氨水和浓盐酸调节ph值为3；持续搅拌30分钟后，将溶液转移到100ml的聚四氟乙烯反应釜中，180℃反应10h；
3)将步骤2得到的反应液使用无水乙醇和蒸馏水交替清洗两次，然后将样品在90℃下干燥3h，再碾磨获得荧光粉前驱体，并在800℃空气氛围下退火2h获得荧光粉，最后将制得样品装袋备用。
技术总结