[发明专利]一种上转换强红光发射TiO2

权利要求书

1.一种上转换强红光发射TiO₂纳米材料的制备，其特征在于，采用钛酸四丁酯为原料，无水乙醇作为溶剂，乙酰丙酮作为稳定剂，浓硝酸作为催化剂制备TiO₂溶胶；使用Yb³⁺和Er³⁺作为掺杂离子，通过对TiO₂溶胶进行低温烘干和高温退火制备上转换红光TiO₂纳米颗粒；制备步骤如下：

（1）按照钛酸四丁酯、无水乙醇和乙酰丙酮摩尔浓度比1:8-12:1-1.4，将乙酰丙酮加入无水乙醇溶液中，搅拌使其混合均匀；将钛酸四丁酯缓缓加入上述乙酰丙酮和无水乙醇混合溶液中，持续搅拌形成透明的淡黄色溶液A以备用；

（2）无水乙醇和去离子水2-10：1充分混合，然后加入少许硝酸，调节pH值2-3，形成无色透明的乙醇、水和硝酸混合液B；

（3）一边搅拌一边将步骤（2）所得的混合液B逐滴的加入步骤（1）所得的混合液A中，置于60±15℃水浴环境中持续搅拌4±2小时形成前驱体溶液，然后将所得的前驱体溶液冷却至室温并静置24±8小时，最终形成透明的淡黄色TiO₂溶胶；

（4）根据TiO₂：xYb³⁺/0.02Er³⁺元素摩尔浓度配比称量Yb(NO₃)₃·6H₂O和Er(NO₃)₃·6H₂O稀土硝酸盐，其中x=0.1～0.4，并将其充分溶解于步骤（3）所得的TiO₂溶胶中；

（5）将一定量步骤（4）所得的稀土掺杂TiO₂溶胶置于干燥箱中，保持150±20℃温度环境30±15分钟，将其烘干形成TiO₂凝胶；

（6）将步骤（5）所得的TiO₂凝胶进行1±0.5小时退火处理，退火温度为700℃，最终得到Yb³⁺/Er³⁺共掺杂TiO₂纳米材料；

所述的钛酸四丁酯、无水乙醇、乙酰丙酮和去离子水总的摩尔比为1:15:1.2:2.5；

步骤（4）中Yb³⁺离子的摩尔浓度为10-40mol%，Er³⁺离子的摩尔浓度为2mol%；

以上述700℃度退火处理的Yb³⁺/Er³⁺掺杂TiO₂纳米材料在980nm激光器激发下的上转换荧光具有大的红绿强度比I_red/I_green，其值6.5以上；整体表现为红光效果。

2.根据权利要求1所述的上转换强红光发射TiO₂纳米材料的制备，其特征在于，步骤（6）中为空气中退火1小时。