Y2O3:RE纳米粒子的制作方法

本发明提供y2o3:re纳米粒子、y2o3:re纳米粒子的制备方法以及包含y2o3:re纳米粒子的组合物。

背景技术：

1、发光下转换材料在用于照明和显示应用等的固态照明设备中发挥着重要作用。

2、y2o3:eu是一种众所周知的微米级材料，用于荧光管等。

3、wo2012/091778涉及形态和尺寸均一的单分散粒子及其形状定向自组装。它公开了一种y2o3:yb,er球状六边形的制备。球状六边形的排列表明该材料具有六方晶体结构。

4、wo2018/167266公开了包含发光材料和敏化剂材料的组合物，其中选择发光材料和敏化剂材料使得敏化剂材料具有与发光材料的一条或多条激发带至少部分重叠的发射光谱并且其中发光材料和敏化剂材料彼此相互布置为允许从敏化剂材料到发光材料的非辐射能量转移。该申请还描述了其制备方法。

5、从敏化剂材料到发光材料的非辐射能量转移(有时也称为荧光共振能量转移，fret)涉及从敏化剂材料中的激发的敏化剂离子到发光材料中的受体(或发射体)离子的非辐射能量转移。这通过在敏化剂材料中的敏化剂离子的选择性激发时来自发光材料中的发射体离子的发射增加得以证明。

6、纳米材料因其高表面积和小体积而受到关注，这使得能够在空间中紧密排列发光材料以利用粒子间fret。

技术实现思路

1、根据本发明，提供具有立方晶体结构的y2o3:re纳米粒子，其中re是三价稀土离子。

2、根据本发明，还提供一种制备y2o3:re纳米粒子的方法，其包括：

3、a)提供包含(i)钇盐和/或钇醇盐、(ii)稀土金属盐和/或稀土金属醇盐和(iii)有机溶剂的混合物；

4、b)任选地，使混合物经历预处理步骤，其包括在至少80℃的温度和/或在使得结晶水和/或有机杂质被除去的温度下加热混合物；

5、c)在220℃至320℃之间的温度和/或在使得前体复合物形成的温度下加热混合物；

6、d)使混合物经历沉淀阶段，其中沉淀物形成，所述沉淀阶段优选包括使混合物冷却和/或向混合物中加入抗溶剂(antisolvent)；和

7、e)在600℃至900℃之间的温度和/或在使得立方y2o3晶体结构形成的温度下加热沉淀物，优选至少10分钟。

8、根据本发明，还提供一种发光组合物，其包含第一发光材料和第二发光材料，第一发光材料能够发射第一波长范围内的光，第二发光材料能够吸收第二波长范围内的光，并且具有与所述第一发光材料的一条或多条激发带至少部分重叠的发射光谱，其中所述第一发光材料或所述第二发光材料中的至少一种包含根据本发明的纳米粒子。

9、本发明的纳米粒子显示出良好的吸收/发射特性并且适合混合在发光组合物中。它们几乎没有晶体缺陷，并且以小尺寸高度结晶。它们可以有利地用于其中需要非辐射能量转移(有时也称为荧光共振能量转移，fret)的组合物中。

10、本发明的方法使得能够获得根据本发明的纳米粒子。

技术特征：

1.具有立方晶体结构的y2o3:re纳米粒子，其中re为三价稀土金属离子。

2.根据权利要求1所述的纳米粒子，其中re是铕(iii)或铽(iii)或其组合。

3.根据前述权利要求中任一项所述的纳米粒子，其是纳米片。

4.根据前述权利要求中任一项所述的纳米粒子，其中所述纳米粒子的最小维度的d50值≥0.5nm且≤100nm，优选≥0.5nm且≤50nm，优选≥0.5nm且≤10nm。

5.根据前述权利要求中任一项所述的纳米粒子，其中所述纳米粒子的最小维度的d50值≥0.5nm且≤10nm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的纳米粒子，其中一个维度≥0.5nm且≤10nm。

7.根据前述权利要求中任一项所述的纳米粒子，其能够在红色、绿色和/或黄色光谱范围内发射。

8.纳米粒子，其能通过根据权利要求9-15中任一项所述的方法获得。

9.一种制备y2o3:re纳米粒子的方法，其包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述有机溶剂在105pa的压力下具有至少280℃的沸点和/或选自1-十八烯、油胺、十八胺、油酸、或其混合物。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，在阶段b)中，在大气压力下在至少约100℃且至多约180℃下或在真空下在至少80℃至多约130℃下加热所述混合物，和/或将所述混合物加热至少10分钟，优选10至420分钟。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，在阶段c)中，将所述混合物加热至少15分钟，优选约30至约120分钟。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述抗溶剂是极性有机溶剂，更优选醇或酮，更优选c1-c4醇或酮，更优选甲醇、乙醇、丙醇或丙酮。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其中将所述沉淀物加热10-60分钟。

16.一种发光组合物，其包含根据权利要求1至8中任一项所述的纳米粒子。

17.根据权利要求16所述的发光组合物，其包含第一发光材料和第二发光材料，所述第一发光材料能够发射第一波长范围内的光，所述第二发光材料能够吸收第二波长范围内的光，并且具有与所述第一发光材料的一条或多条激发带至少部分重叠的发射光谱，其中所述第一发光材料或所述第二发光材料中的至少一种包含根据权利要求1至8中任一项所述的纳米粒子。

18.根据权利要求17所述的发光组合物，其中所述第一发光材料和第二发光材料相互布置为允许从所述第二发光材料到所述第一发光材料的非辐射能量转移。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的发光组合物，其中所述第一材料包含根据权利要求1至8中任一项所述的y2o3:re纳米粒子，并且所述第二材料包含y3al5o12(“yag”)、lu3al5o12(“luag”)、或其组合，并且掺杂剂包含ce3+、tb3+、或ce3+和tb3+的组合。

20.根据权利要求16至18中任一项所述的发光组合物，其中所述第一材料包含根据权利要求1至8中任一项所述的y2o3:re纳米粒子，并且所述第二材料包含半导体纳米粒子材料。

21.根据权利要求16至18中任一项所述的发光组合物，其中所述第一材料包含根据权利要求3至8中任一项所述的y2o3:eu纳米片，并且所述第二材料包含y3al5o12:ce、lu3al5o12:ce的纳米粒子、或其组合。

22.根据权利要求16至18中任一项所述的发光组合物，其中所述第一材料包含根据权利要求3至8中任一项所述的y2o3:eu纳米片，并且所述第二材料包含y3al5o12:ce,tb、lu3al5o12:ce,tb的纳米粒子、或其组合。

23.根据权利要求16至18中任一项所述的发光组合物，其中所述第一材料包含根据权利要求3至8中任一项所述的y2o3:tb纳米片，并且所述第二材料包含y3al5o12:ce、lu3al5o12:ce的纳米粒子、或其组合。

24.根据权利要求16至18中任一项所述的发光组合物，其中所述第一材料包含根据权利要求3至8中任一项所述的y2o3:tb纳米片，并且所述第二材料包含y3al5o12:ce,tb、lu3al5o12:ce,tb的纳米粒子、或其组合。

25.根据权利要求16至18中任一项所述的发光组合物，其中所述第一材料包含根据权利要求3至8中任一项所述的y2o3:tb,eu纳米片，并且所述第二材料包含y3al5o12:ce、lu3al5o12:ce的纳米粒子、或其组合。

26.根据权利要求16至18中任一项所述的发光组合物，其中所述第一材料包含根据权利要求3至8中任一项所述的y2o3:tb,eu纳米片，并且所述第二材料包含y3al5o12:ce,tb、lu3al5o12:ce,tb的纳米粒子、或其组合。

27.发光器件，其包含根据权利要求16至26中任一项所述的发光组合物以及紫色和/或蓝色发光半导体材料。

28.一种系统，其包含根据权利要求16至26中任一项所述的发光组合物和/或根据权利要求27所述的发光器件，所述系统是以下的一种或多种：

29.根据权利要求16至26中任一项所述的发光组合物作为标签剂的用途，例如在诸如防伪的应用中。

技术总结
本发明提供具有立方晶体结构的Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;:RE纳米粒子，其中RE为三价稀土金属离子。本发明进一步提供一种Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;:RE纳米粒子的制备方法，其包括：a)提供包含(i)钇盐和/或钇醇盐、(ii)稀土金属盐和/或稀土金属醇盐和(iii)有机溶剂的混合物；b)任选地，使混合物经历预处理步骤，其包括在至少80℃的温度和/或在使得结晶水和/或有机杂质被除去的温度下加热混合物；c)在220℃至320℃之间的温度和/或在使得前体复合物形成的温度下加热混合物；d)使混合物经历沉淀阶段，其中沉淀物形成，所述沉淀阶段优选包括使混合物冷却和/或向混合物中加入抗溶剂；和e)在600℃至900℃之间的温度和/或在使得立方Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;晶体结构形成的温度下加热沉淀物，优选至少10分钟。

技术研发人员：A·C·贝伦茨,M·A·范德哈尔
受保护的技术使用者：西博勒IP I 私人有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12