本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种钬镱离子共掺红外上转换材料及其制备方法。
背景技术：
目前，红外探测材料还极其有限，使得红外探测器在某些波段还是空白，基于上转换材料的红外探测技术可以很好的填补这部分空白。以氧化物为基质的上转换发光材料，虽然其声子能量较高，上转换效率较低，但是在化学稳定性与机械强度方面十分优异，因此应用范围更加广泛。
红外上转换材料的合成方法通常为湿化学方法和固相反应法，前者工艺相对复杂，不适合大规模工业生产；后者激活离子分布不均，且由于na2co3、k2co3等原料成分熔点低(851℃)，固相反应过程中容易融化，更加增大了固相反应的难度。
以往的技术路线，有采用高硅铝比沸石作为合成材料，利用热处理是的沸石发生相变来制备玻璃态荧光材料。然而，玻璃态基质的晶体场作用较弱，使得激活离子的吸收、发射截面相对较低，而且，玻璃态基质的低热导率也限制了玻璃态荧光材料在高功率密度光(强光热辐照)工作条件下的性能。
技术实现要素：
针对现有技术中玻璃态基质的晶体场作用较弱，使得激活离子的吸收、发射截面相对较低与红外上转换材料合成方法复杂不易合成的问题，本发明一方面提供了一种钬镱离子共掺红外上转换材料，所述材料化学式为b (1-x-y)alsio4：xho3 ，yyb3 ，其中：0.00005≤x≤5，0.00005≤y≤5；b 为k 和/或na 。
进一步，所述x＝1.5，所述y＝1.5。
本发明另一方面提供了一种钬镱离子共掺红外上转换材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一，根据所述钬镱离子共掺红外上转换材料化学式b (1-x-y)alsio4：xho3 ，yyb3 中ho3 与yb3 的掺杂浓度计算，按质量需要称取所需各种原料，所述原料包括：沸石粉末和含ho3 与yb3 离子水溶液；
步骤二，将所述沸石粉末与所述ho3 与yb3 离子水溶液进行离子交换，使得ho3 与yb3 进入沸石的孔道内；
步骤三，通过离心清洗去除多余的杂质离子，干燥以后得到孔道内带有ho3 与yb3 的沸石粉末；
步骤四，将所述孔道内带有ho3 与yb3 的沸石粉末在惰性气氛或流动空气气氛下进行热处理，热处理温度为600～1300℃，热处理时间为0.5～72小时；通过热处理使得沸石发生相变反应生成六方霞石相；
步骤五，降温冷却后获得三价钬离子与三价镱离子共同激活红外上转换材料。
进一步，所述的沸石选用lta型沸石或sod型沸石。
进一步，所述ho3 与yb3 离子水溶液中，的ho3 离子浓度为3mmol/l～15mol/l，yb3 离子浓度为3mmol/l～15mol/l，水溶液温度为室温至80℃，离子交换时间为1～120小时。
进一步，所述的惰性气氛为氮气、氩气，所述气氛压强为常压。
进一步，所述步骤三的热处理温度为800～1300℃，热处理时间为2～48小时。
进一步，所述原料包括lta4a型沸石化学式：na12al12si12o48·27h2o、六水合硝酸钬化学式：ho(no3)3·6h2o和六水合硝酸镱化学式：yb(no3)3·6h2o；
称取12.6g六水合硝酸钬和12.78g六水合硝酸镱配置成所述含ho3 与yb3 离子水溶液；
称取30glta4a型沸石粉末放入所述水溶液中，在80℃下搅拌72小时进行离子交换。
本发明提供了一种三价钬离子与三价镱离子共同激活红外上转换材料及其制备方法，具有掺杂制备成果简单可控、材料成本低、适合大规模生产等优点。
附图说明
图1为na9al12si12o4：1.5ho3 ，1.5yb3 扫描电镜像图
图2为na9al12si12o4：1.5ho3 ，1.5yb3 的吸收光谱；
图3为na9al12si12o4：1.5ho3 ，1.5yb3 xrd图谱；
图4为na9al12si12o4：1.5ho3 ，1.5yb3 在980nm激光激发下的荧光光谱
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
以lta4a型沸石(化学式：na12al12si12o48·27h2o)、六水合硝酸钬(化学式：ho(no3)3·6h2o)和六水合硝酸镱(化学式：yb(no3)3·6h2o)为原料，称取lta沸石30g，六水合硝酸钬12.6g六水合硝酸镱12.78g，将六水合硝酸钬与六水合硝酸镱配置成水溶液，然后将称取好的lta4a型沸石粉末放入该水溶液中，80℃下搅拌72小时进行离子交换。
离子交换结束后，对溶液进行离心清洗，干燥后得到空岛内包含有ho3 与yb3 的沸石粉末。
最后将干燥后的粉体放入石英管式炉中分别在900℃至1200℃下采用5％h2 95％n2混合气在流动气氛中常压热处理6小时发生相变反应，后随炉冷却获得三价钬离子与三价镱离子共同激活红外上转换材料na9al12si12o4：1.5ho3 ，1.5yb3 。
采用紫外-可见分光光度计测试本实施例制备得到的红外上转换材料的吸收光谱，如图2所示，可以看到该红外上转换材料在980nm具有强的光吸收。
采用x射线粉末衍射仪，对本实施例制备得到的红外上转换材料物相进行检测，检测结果数据表明所得红外上转换材料的物相为六方霞石，xrd图谱如图3所示。
采用荧光光谱仪，测试本实施例在1000℃制备得到的红外上转换材料在980nm激光激发下的荧光光谱，测试结果如图4所示。
由图4可知，本实施例制备得到的三价钬离子与三价镱离子共同激活红外上转换材料在980nm激光激发下可产生红光与绿光发射，发光峰位在670nm。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
1.一种钬镱离子共掺红外上转换材料，其特征在于：所述材料化学式为b (1-x-y)alsio4：xho3 ，yyb3 ，其中：0.00005≤x≤5，0.00005≤y≤5；b 为k 和/或na 。
2.根据权利要求1所述钬镱离子共掺红外上转换材料，其特征在于：所述x＝1.5，所述y＝1.5。
3.一种如权利要求1或2所述钬镱离子共掺红外上转换材料制备方法，其特征在于：
步骤一，根据所述钬镱离子共掺红外上转换材料化学式b (1-x-y)alsio4：xho3 ，yyb3 中ho3 与yb3 的掺杂浓度计算，按质量需要称取所需各种原料，所述原料包括：沸石粉末和含ho3 与yb3 离子水溶液；
步骤二，将所述沸石粉末与所述ho3 与yb3 离子水溶液进行离子交换，使得ho3 与yb3 进入沸石的孔道内；
步骤三，通过离心清洗去除多余的杂质离子，干燥以后得到孔道内带有ho3 与yb3 的沸石粉末；
步骤四，将所述孔道内带有ho3 与yb3 的沸石粉末在惰性气氛或流动空气气氛下进行热处理，热处理温度为600～1300℃，热处理时间为0.5～72小时；通过热处理使得沸石发生相变反应生成六方霞石相；
步骤五，降温冷却后获得三价钬离子与三价镱离子共同激活红外上转换材料。
4.根据权利要求3所述钬镱离子共掺红外上转换材料制备方法，其特征在于：
所述的沸石选用lta型沸石或sod型沸石。
5.根据权利要求4所述钬镱离子共掺红外上转换材料制备方法，其特征在于：
所述ho3 与yb3 离子水溶液中，的ho3 离子浓度为3mmol/l～15mol/l，yb3 离子浓度为3mmol/l～15mol/l，水溶液温度为室温至80℃，离子交换时间为1～120小时。
6.根据权利要求5所述钬镱离子共掺红外上转换材料制备方法，其特征在于：
所述的惰性气氛为氮气、氩气，所述气氛压强为常压。
7.根据权利要求6所述钬镱离子共掺红外上转换材料制备方法，其特征在于：
所述步骤三的热处理温度为800～1300℃，热处理时间为2～48小时。
8.如权利要求7所述钬镱离子共掺红外上转换材料制备方法，其特征在于：
所述原料包括lta4a型沸石化学式：na12al12si12o48·27h2o、六水合硝酸钬化学式：ho(no3)3·6h2o和六水合硝酸镱化学式：yb(no3)3·6h2o；
称取12.6g六水合硝酸钬和12.78g六水合硝酸镱配置成所述含ho3 与yb3 离子水溶液；
称取30glta4a型沸石粉末放入所述水溶液中，在80℃下搅拌72小时进行离子交换。
技术总结