燃烧合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的方法.pdf

本发明公开了属于荧光防伪材料的制备技术范围的一种燃烧合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的方法。以氟化钠作基质，YCl3溶液、YbCl3溶液和ErCl3溶液采用共沉淀法制备前驱体；再加入硼酸、尿素与前驱体悬浮液混合均匀，倒入坩埚，迅速移入550℃～600℃的马弗炉中加热，约十分钟后，即合成的镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料。

1.  一种燃烧合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的方法，其特征在于：以氟化钠作基质，用燃烧法合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的制备工艺为：
1)制备前驱体
用氟化钠作基质，采用共沉淀法制备前驱体：称取固体NaF，超声至完全溶解于去离子水中，得到澄清溶液A；再取预先制备0.2M的YCl₃溶液∶0.2M的YbCl₃溶液∶0.2M的ErCl₃溶液＝(26-28)∶(5-6)∶1(体积比)充分混合得到溶液B；将按体积比1∶(3-4)＝溶液B∶溶液A的溶液B迅速注射入溶液A中，磁力搅拌下反应1小时，得到白色沉淀，将所得沉淀离心分离，洗涤数次，然后加水充分搅拌得到悬浮液；
2)制备氟钇化钠上转换荧光材料
取占悬浮液体积比0.1-0.5％的硼酸、1.5-2％的尿素与悬浮液混合均匀，倒入坩锅，迅速移入550℃～600℃的马弗炉中加热，约十分钟后，有大量浓烟冒出后再加热几分钟后取出，冷却，研磨，即得白色蓬松样品。

燃烧合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的方法
技术领域
本发明属于荧光防伪材料的制备技术范围，特别涉及以氟化钠作基质的一种燃烧合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的方法。
背景技术
上转换荧光材料(Up-converting Phosphor)是利用人眼看不见的红外线激发，不易被发现，隐蔽性好，化学稳定性强，因此可应用于技术含量极高的防伪技术中，如银行卡、信用卡、人民币的防伪、图书发行、各类名牌商标及证件的制作等，还可满足其它特种行业的标识防伪需要，如制成塑料薄膜与现有的激光全息防伪标识结合在一起，起到综合防伪的效果。
但传统的氟化物合成大都采用高温固相方法，这种方法需要复杂的氟化装置和相当长的反应时间等，合成条件较苛刻。近年来，用共沉淀法和水热法合成稀土掺杂地氟钇化钠荧光材料，但上转换效率不高，难以在应用方面推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃烧合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的方法。其特征在于：以氟化钠作基质，用燃烧法合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的制备工艺为：
1)制备前驱体
用氟化钠作基质，采用共沉淀法制备前驱体：称取固体NaF，超声至完全溶解于去离子水中，得到澄清溶液A；再取预先制备0.2M YCl₃溶液∶0.2M YbCl₃溶液∶0.2M ErCl₃溶液＝(26-28)∶(5-6)∶1充分混合得到溶液B；将按体积比1∶(3-4)＝溶液B∶溶液A的溶液B迅速注射入溶液A中，磁力搅拌下反应1小时，得到白色沉淀。将所得沉淀离心分离，洗涤数次，然后加水充分搅拌得到悬浮液。
2)制备氟钇化钠上转换荧光材料
取占悬浮液体积比0.1-0.5％的硼酸、1.5-2％的尿素与悬浮液混合均匀，倒入坩锅，迅速移入550℃～600℃的马弗炉中加热，约十分钟后，有大量浓烟冒出后再加热几分钟后取出，冷却，研磨，即得白色蓬松样品。
本发明的有益效果：用燃烧法合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料，只需十几分钟，发光强度大，再现性好，省时、省电、简单易操作。
具体实施方式
本发明提供一种燃烧合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的方法。以氟化钠作基质，用燃烧法合成镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料的制备工艺为：
1)制备前驱体
用氟化钠作基质，采用共沉淀法制备前驱体：称取固体NaF，超声至完全溶解于去离子水中，得到澄清溶液A。再取预先制备0.2M YCl₃溶液∶0.2M YbCl₃溶液∶0.2M ErCl₃溶液＝(26-28)∶(5-6)∶1(以体积比)充分混合得到溶液B。将按体积比1∶(3-4)＝溶液B∶溶液A的溶液B迅速注射入溶液A中，磁力搅拌下反应1小时，得到白色沉淀。将所得沉淀离心分离，洗涤数次，然后加水充分搅拌得到悬浮液。
2)制备氟钇化钠上转换荧光材料
取占悬浮液体积比0.1-0.5％的硼酸、1.5-2％的尿素与悬浮液混合均匀，倒入坩锅，迅速移入550℃～600℃的马弗炉中加热，约十分钟后，有大量浓烟冒出后再加热几分钟后取出，冷却，研磨，即得白色蓬松样品。
下面例举实施例对本发明予以进一步说明。
实施例一
称取固体NaF 3.15克，超声至完全溶解于去离子水中，得到澄清溶液A，再取预先制备0.2M的Y³⁺16ml、Yb³⁺3.4ml、Er³⁺0.6ml Y溶液三种溶液充分混合，得到溶液B。把溶液B迅速注射入溶液A中，磁力搅拌下反应1小时，得到白色沉淀。将所得沉淀离心分离，洗涤数次，然后加水充分搅拌得到悬浮液。取0.4克硼酸、16克尿素与该悬浮液混合均匀，倒入坩锅，迅速移入550℃的马弗炉中加热。十七分钟后，有大量浓烟冒出，再加热六分钟后取出，冷却，研磨，即得白色蓬松样品。
实施例二
称取固体NaF 3.15克，超声至完全溶解于去离子水中，得到澄清溶液A。再取预先制备0.2M的Y³⁺16.0ml、Yb³⁺3.4ml、Er³⁺0.6ml Y溶液三种溶液充分混合，得到溶液B。把溶液B迅速注射入溶液A中，磁力搅拌下反应1小时，得到白色沉淀。将所得沉淀离心分离，洗涤数次，然后加水充分搅拌得到悬浮液。取0.5克硼酸、20克尿素与该悬浮液混合均匀，倒入坩锅，迅速移入580℃的马弗炉中加热。十分钟后，有大量浓烟冒出，再加热五分钟后取出，冷却，研磨，即得白色蓬松样品。
实施例三
称取固体NaF 3.15克，超声至完全溶解于去离子水中，得到澄清溶液A。再取预先制备0.2M的Y³⁺16.0ml、Yb³⁺3.4ml、Er³⁺0.6ml Y溶液三种溶液充分混合，得到溶液B。把溶液B迅速注射入溶液A中，磁力搅拌下反应1小时，得到白色沉淀。将所得沉淀离心分离，洗涤数次，然后加水充分搅拌得到悬浮液。取0.1克硼酸、16克尿素与该悬浮液混合均匀，倒入坩锅，迅速移入570℃的马弗炉中加热。十六分钟后，有大量浓烟冒出，再加热五分钟后取出，冷却，研磨，即得白色蓬松样品。
实施例四
称取固体NaF 3.15克，超声至完全溶解于去离子水中，得到澄清溶液A。再取预先制备0.2M的Y³⁺16.0ml、Yb³⁺3.4ml、Er³⁺0.6ml Y溶液三种溶液充分混合，得到溶液B。把溶液B迅速注射入溶液A中，磁力搅拌下反应1小时，得到白色沉淀。将所得沉淀离心分离，洗涤数次，然后加水充分搅拌得到悬浮液。取0.2克硼酸、20克尿素与该悬浮液混合均匀，倒入坩锅，迅速移入560℃的马弗炉中加热。十五分钟后，有大量浓烟冒出，再加热五分钟后取出，冷却，研磨，即得白色蓬松样品。
实施例五
称取固体NaF 3.15克，超声至完全溶解于去离子水中，得到澄清溶液A。移取预先制备0.2M的Y³⁺16.0ml、Yb³⁺3.4ml、Er³⁺0.6ml Y溶液三种溶液充分混合，得到溶液B。把溶液B迅速注射入溶液A中，磁力搅拌下反应1小时，得到白色沉淀。将所得沉淀离心分离，洗涤数次，然后加水充分搅拌得到悬浮液。取0.16克硼酸、16克尿素与该悬浮液混合均匀，倒入坩锅，迅速移入590℃的马弗炉中加热。十七分钟后，有大量浓烟冒出，再加热五分钟后取出，冷却，研磨，即得白色蓬松样品。
实施例六
称取固体NaF 3.15克，超声至完全溶解于去离子水中，得到澄清溶液A。再取预先制备0.2M的Y³⁺16.0ml、Yb³⁺3.4ml、Er³⁺0.6ml Y溶液三种溶液充分混合，得到溶液B。把溶液B迅速注射入溶液A中，磁力搅拌下反应1小时，得到白色沉淀。将所得沉淀离心分离，洗涤数次，然后加水充分搅拌得到悬浮液。取0.35克硼酸、20克尿素与该悬浮液混合均匀，倒入坩锅，迅速移入600℃的马弗炉中加热。十五分钟后，有大量浓烟冒出，再加热五分钟后取出，冷却，研磨，即得白色蓬松样品。
从上述的实施例中，在980nm红外线激发下发出高亮度的绿色荧光，峰值波长为539nm和716nm，绿峰与红峰强度比为12。亮度较强的组成(按摩尔比)是Na 62.5、Yb2.67、Er 0.10、Y0.567(ICP-Ms难以对F进行准确分析)。燃烧法合成的镱铒共掺杂的氟钇化钠上转换荧光材料(NaYF₄:Yb，Er)。