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稀土摻雜鉬酸鈧彌補(bǔ)發(fā)光材料在照明領(lǐng)域應(yīng)用的不足

近期,江西理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院溫和瑞教授團(tuán)隊(duì)次開發(fā)了二維負(fù)熱膨脹性質(zhì)與稀土發(fā)光性質(zhì)相結(jié)合的新材料——稀土摻雜鉬酸鈧(Sc2(MoO4)3:Yb/Er)熒光粉,它因具有良好的熱縮冷脹特性,而能同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱增強(qiáng)上轉(zhuǎn)換發(fā)光和下轉(zhuǎn)移發(fā)光的強(qiáng)度,進(jìn)而能有效解決發(fā)光材料在照明、顯示、探測(cè)、生物成像等領(lǐng)域應(yīng)用的不足。

稀土摻雜鉬酸鈧熒光粉負(fù)熱指數(shù)示意圖(圖片來源:He-Rui Wen/Nature Communications)

據(jù)悉,分子體系的發(fā)光通常對(duì)溫度較為敏感,溫度的升高往往會(huì)引起分子發(fā)色團(tuán)的旋轉(zhuǎn)和晶格振動(dòng)的增強(qiáng),從而導(dǎo)致發(fā)光熱猝滅。更簡單地說,就是隨著溫度的上升,發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)下降。這也就嚴(yán)重阻礙了發(fā)光材料在高溫場(chǎng)所中的應(yīng)用。

為了改善現(xiàn)有發(fā)光材料的熱猝滅性能,江西理工大學(xué)研究者就通過溶膠-凝膠法合成了 Sc2(MoO4)3:Yb/Er二維負(fù)熱膨脹材料,并利用它在二維層面熱縮冷脹的良好特性,實(shí)現(xiàn)了在寬溫域下(298K-773K)的綠光上轉(zhuǎn)換(UC)發(fā)光和近紅外下轉(zhuǎn)移(DS)發(fā)光強(qiáng)度的顯著增強(qiáng)。研究表明,由于隨著溫度的升高,敏化劑和發(fā)射器之間的距離減小以及能量遷移受限,綠色上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強(qiáng)了45倍,Er的近紅外下移發(fā)光增強(qiáng)了450倍。此外, Sc2(MoO4)3:Yb/Er熒光粉還具有較高發(fā)光測(cè)溫靈敏度。

熱增強(qiáng)上轉(zhuǎn)換發(fā)射圖片(圖片來源:He-Rui Wen/Nature Communications)

Sc2(MoO4)3:Yb/Er熒光粉的合成步驟:首先制備稀土硝酸鹽,即將(NH4)6Mo7O24·4H2O和C6H8O7·H2O溶液緩慢滴入含有硝酸稀土的溶液中,然后添加一定量的檸檬酸,接著將上述溶液加熱得到淡黃色透明凝膠;最后干燥的凝膠在空氣中退火數(shù)個(gè)小時(shí),即可得到白色粉末。

該研究成果已以“ Thermally boosted upconversion and downshifting luminescence in Sc2(MoO4)3:Yb/Er with two-dimensional negative thermal expansion”為題發(fā)表在國際一流期刊《Nature Communications》(自然·通訊)上。

評(píng)論被關(guān)閉。

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