[发明专利]以Y2Si2O7为基质的三维有序多孔上转换发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以Y₂Si₂O₇为基质的三维有序多孔上转换发光材料及其制备方法，属于上转换发光技术领域。

背景技术

上转换发光是指在光致发光的激发过程中，在长波长光的激发下产生短波长的光发射。上转换发光在荧光探针、生物标记、激光技术、光纤通讯技术、光纤放大器、三维立体显示、红外探测技术与防伪等方面具有广泛的应用前景。

三维有序大孔（孔直径大于50nm）材料除具有一般多孔材料的特点以外，还具有孔道排列规则有序、周期性强、孔径均一、孔结构分布均匀等优点，在光子晶体材料、大分子催化、大分子过滤、催化剂载体、电极材料等领域具有广阔的应用前景。将三维有序大孔材料和上转换发光结合为一体的功能化三微有序大孔材料在药物释放负载载体和生物标记等方面具有独特的应用优势，因此制备与研究具有上装换发光的三维有序大孔材料已成为近年来多孔材料研究的热点。例如：Xuesong Qu, Hongwei Song, Xue Bai, Guohui Pan, Biao Dong, Haifeng Zhao,Fang Wang, Ruifei Qin. 三维有序大孔材料ZrO₂：Yb, Er的制备及上转换发光性质，无机化学，（Preparation and Upconversion Luminescence of Three-Dimensionally Ordered Macroporous ZrO₂: Er³⁺, Yb³⁺, Inorganic Chemistry. 2008, 47: 9654–9659）该文报道了三维有序大孔材料ZrO₂: Yb, Er的制备并研究了其上转换发光性质。目前，三维有序大孔上转换发光材料仍存在材料基质比较单一的问题。

发明内容

为克服三维有序大孔上转换发光材料基质比较单一的问题，本发明提供一种以Y₂Si₂O₇为基质的三维有序多孔上转换发光材料及其制备方法，通过下列技术方案实现。

本发明提供的是这样一种以Y₂Si₂O₇为基质的三维有序多孔上转换发光材料，该材料中Y₂Si₂O₇︰Yb离子︰Er离子的摩尔比＝1︰0.01～0.2︰0.01～0.2。

本发明的另一目的在于提供一种以Y₂Si₂O₇为基质的三维有序多孔上转换发光材料的制备方法，经过下列各步骤：

（1）取硝酸钇、硝酸铒和硝酸镱；

（2）将正硅酸乙酯、步骤（1）所得硝酸钇、硝酸铒和硝酸镱分别溶解于无水乙醇中，按Y离子、Si离子、Yb离子与Er离子的摩尔比为1︰1︰0.01～0.2︰0.01～0.2取上述四种溶液混合均匀，得到前驱物溶液；

（3）按每cm²有序阵列模板滴加0.05～3mL的前驱物溶液，将步骤（2）所得前驱物溶液填入有序阵列模板中，再在900～1200℃下煅烧3小时，即得到Yb、Er共掺杂的以Y₂Si₂O₇为基质的三维有序多孔上转换发光材料。

所述步骤（1）中的硝酸钇、硝酸铒和硝酸镱为市售产品或者是通过下列方法获得：将Er₂O₃、Yb₂O₃、Y₂O₃分别溶解于浓硝酸中，再在100℃下蒸干后分别形成干燥的硝酸钇、硝酸铒和硝酸镱。

所述浓硝酸是指质量分数为65%的市售浓硝酸。

所述步骤（2）的正硅酸乙酯、无水乙醇均为市售产品。

所述步骤（3）的有序阵列模板是按常规方法利用微球与基板制备一元有序蛋白石模板，其中微球是一种直径为340～500nm的聚苯乙烯微球；基板是石英或者玻璃基板。