[发明专利]一种上转换强红光发射TiO2

摘要

本发明公开了上转换强红光发射TiO2纳米材料的制备方法与应用，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；以600‑800℃度退火处理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Ired/Igreen，其值6.5以上。

主权项

1.一种上转换强红光发射TiO2纳米材料的制备方法，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，并充分混合，然后加入少许硝酸，调节PH值约2‑3左右，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600℃～800℃，最终得到Yb3+/Er3+共掺杂TiO2纳米材料。