稀土掺杂二氧化锆荧光标记材料的制备方法及其产品和应用与流程

文档序号:15038401发布日期:2018-07-27 20:49阅读:416来源:国知局

本发明涉及一种纳米荧光标记材料制备方法,更确切地说涉及一种稀土掺杂二氧化锆荧光标记材料的制备方法及其产品和应用,属于发光物理学中的发光材料领域。



背景技术:

稀土是一个巨大的发光材料宝库,稀土元素无论被用作发光(荧光)材料的基质部分,还是被用作激活剂,共激活剂,敏化剂或掺杂剂,所制成的发光材料,一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,当4f电子从高的能级以辐射驰骋的方式跃迁至低能级时就发出不同波长的光。稀土元素原子具有丰富的电子能级,为多种能级跃迁创造了条件,从而获得多种发光性能。

稀土掺杂无机纳米晶具有高光化学稳定性、几乎无毒性、窄线宽、长荧光寿命、高发光效率和可调谐荧光发射波长等优点,是目前普遍看好的新一代荧光生物标记材料。在绿色照明光源、纳米光电子器件、平板显示、生物医学成像、生物标记和鉴定等方面有着广阔的应用前景,受到国内外学者的普遍关注。

金属有机框架(mof)化合物是一类新型的多功能杂化材料,通过金属离子或离子簇与多齿有机配体结合形成微孔结构。mof材料具有本征的多孔性和对客体结合能力,使材料有了更大的比表面积,为改善和提高发光效率提供了空间。

二氧化锆具有稳定的物理化学性能,高的折射率,良好的光学透明性和化学稳定性,较低的声子能量,成为一种很好的光学基质材料。并且由于锆离子半径与稀土离子半径大小相近,在二氧化锆基质中掺杂稀土离子,可以实现高效的稀土离子发光。稀土离子的上转换强度通常随掺杂浓度的增加而增大。但是当掺杂浓度过大时,由于稀土离子间的距离缩短,相互作用增强,导致处于高能级的稀土离子很容易将其能量通过表面缺陷传递给基质材料,从而降低荧光发射强度,这就是浓度猝灭现象。



技术实现要素:

针对稀土掺杂的浓度猝灭现象,本发明目的在于提供一种稀土掺杂二氧化锆荧光标记材料的制备方法。

本发明的再一目的在于:提供一种上述方法制备的稀土掺杂二氧化锆荧光标记材料产品。

本发明的又一目的在于:提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现:一种稀土掺杂二氧化锆荧光标记材料的制备方法,其特征在于,该方法的具体步骤为:

将锆盐和铒盐按(3-20):1摩尔比加入去离子水中,磁力搅拌使无机盐完全溶解,然后按照金属离子总摩尔量与溶剂量摩尔比为1:100-150,加入乙酸,按照金属离子摩尔量与溶剂量摩尔比为1:3加入反丁烯二酸,形成透明溶液,进行磁力搅拌使溶液混合均匀,将获得的溶液转入带有特氟龙瓶盖的玻璃瓶中;将装有溶液的玻璃瓶放入已经预热120℃的水热釜中,恒温保持24-36小时,取出后收集反应产物即瓶底的结晶物,将结晶物用去离子水和乙醇先后各清洗一次后,室温下干燥,即得到er-zr-mof粉体。

所述的锆盐为zrocl2、8h2o或zr(no3)3﹒5h2o中的一种或其组合。

所述的溶剂为乙酸或蚁酸或丙酸的一种或其组合。

所述的铒盐为er(clo4)、er(no3)3中的一种或其组合。

本发明提供一种稀土掺杂二氧化锆荧光标记材料,根据上述任一所述方法制备得到。

本发明提供一种稀土掺杂二氧化锆荧光标记材料在led中作为发光材料的应用。

本发明方法工艺简单、成本低、易操作。所获得粉体粒径较小,颗粒分布均匀,比表面积较大,具有更多的表面态,能容纳更多的发光中心,发光效率更高。

本发明针对改善浓度猝灭现象,提供一种稀土二氧化锆纳米荧光标记材料的制备方法。该方法工艺简单、成本低、易操作。发光粉体在280nm激光激发下,发光峰在630nm左右。

附图说明

图1为实施例1和2氧化锆的发光性能图。

具体实施方式

本发明通过下面具体实例进行详细的描述,但是本发明的保护范围不受限于这些实施例子。

实施例1

将0.2mol锆盐zrocl2﹒8h2o和0.01mol铒盐er(clo4)3加入到15ml去离子水中,磁力搅拌使盐完全溶解,然后按照金属离子总摩尔量与溶剂量摩尔比为1:100,加入乙酸,按照金属离子摩尔量与溶剂量摩尔比为1:3加入反丁烯二酸,形成透明溶液,进行磁力搅拌使溶液混合均匀,将获得的溶液转入带有特氟龙瓶盖的玻璃瓶中。将装有溶液的玻璃瓶放入已经预热120℃的水热釜中,恒温保持24小时。反应结束后收集反应产物即瓶底的结晶物,将结晶物用去离子水和乙醇先后各清洗一次后,室温下干燥,即得到er-zr-mof粉体。粉体在280nm激光激发下,发光峰为620nm。未出现浓度猝灭现象。

实施例2

将0.2mol锆盐zrocl2﹒8h2o和0.02mol铒盐er(clo4)3加入到15ml去离子水中,磁力搅拌使盐完全溶解,然后按照金属离子总摩尔量与溶剂量摩尔比为1:120,加入乙酸,按照金属离子摩尔量与溶剂量摩尔比为1:3加入反丁烯二酸,形成透明溶液,进行磁力搅拌使溶液混合均匀,将获得的溶液转入带有特氟龙瓶盖的玻璃瓶中。将装有溶液的玻璃瓶放入已经预热120℃的水热釜中,恒温保持28小时。反应结束后收集反应产物即瓶底的结晶物,将结晶物用去离子水和乙醇先后各清洗一次后,室温下干燥,即得到er-zr-mof粉体。粉体在280nm激光激发下,发光峰为630nm。未出现浓度猝灭现象。

实施例3

将0.2mol锆盐zrocl2﹒8h2o和0.06mol铒盐er(clo4)3加入到15ml去离子水中,磁力搅拌使盐完全溶解,然后按照金属离子总摩尔量与溶剂量摩尔比为1:150,加入乙酸,按照金属离子摩尔量与溶剂量摩尔比为1:3加入反丁烯二酸,形成透明溶液,进行磁力搅拌使溶液混合均匀,将获得的溶液转入带有特氟龙瓶盖的玻璃瓶中。将装有溶液的玻璃瓶放入已经预热120℃的水热釜中,恒温保持36小时。反应结束后收集反应产物即瓶底的结晶物,将结晶物用去离子水和乙醇先后各清洗一次后,室温下干燥,即得到er-zr-mof粉体。粉体在280nm激光激发下,发光峰为610nm。未出现浓度猝灭现象。



技术特征:

技术总结
本发明提供一种稀土二氧化锆纳米荧光标记材料的制备方法及其产品和应用,将锆盐和铒盐按摩尔比加入去离子水中溶解,加入乙酸,反丁烯二酸,将获得的溶液转入带有特氟龙瓶盖的玻璃瓶中;将装有溶液的玻璃瓶放入已经预热120℃的水热釜中,恒温保持24‑36小时,取出后收集反应产物即瓶底的结晶物,将结晶物用去离子水和乙醇先后各清洗一次后,室温下干燥,即得到Er‑Zr‑MOF粉体。该方法工艺简单、成本低、易操作。所获得粉体粒径较小,颗粒分布均匀,比表面积较大,具有更多的表面态,能容纳更多的发光中心,发光效率更高。发光粉体在280nm激光激发下,发光峰在630nm左右。

技术研发人员:何丹农;卢玉英;张芳;吴晓燕;段磊;李敏;金彩虹
受保护的技术使用者:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
技术研发日:2018.01.29
技术公布日:2018.07.27
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