一种高纯绿色上转换单斜相钛酸铋基纳米纤维及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110592725A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910889268.8(22)申请日2019.09.19(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园(72)发明人葛万银徐美美施金豆高文兴张盼峰陆晨辉张塨凡张伟(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人高博(51)Int.Cl.D01F9/10(2006.01)D01F9/08(2006.01)G01K11/32(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种高纯绿色上转换单斜相钛酸铋基纳米纤维及其制备方法和用途(57)摘要本发明公开了一种高纯绿色上转换单斜相钛酸铋基纳米纤维及其制备方法和用途，在二甲基甲酰胺与乙酸的溶剂中，调节钛酸四丁酯，硝酸镱、硝酸钬、硝酸铋的加入配比，获得静电纺丝前驱液。将前驱液置于静电场中，在静电场下液滴形成泰勒锥，在液体表面张力和电场作用力下利用静电纺丝法制备得到一维的纳米材料，随后经升温、保温、和降温过程，除去有机物，制备获得纯的单斜相Bi2Ti4O11基一维纳米结构。所获得的纳米材料在近红外激光的照射下，具有明亮的高纯度绿色上转换发光和较高的光温灵敏度。并且所采用的制备方法简单易行，重复性好，便于得到纯相，生产成本较低可满足批量化生产要求。所制备的材料有望在非接触式温度测量领域得到进一步的应用。CN110592725ACN110592725A权利要求书1/1页1.一种高纯绿色上转换单斜相钛酸铋基纳米纤维制备方法，其特征在于，以二甲基甲酰胺与乙酸为溶剂，通过均匀混合配制得到溶液A；对溶液A进行磁力搅拌并加入钛酸四丁酯制得溶液B；在搅拌条件下向溶液B中加入硝酸镱和硝酸钬制得溶液C；向溶液C中加入硝酸铋制得溶液D；将聚乙烯吡咯烷酮加入溶液D中，搅拌至完全溶解后得到静电纺丝前驱液；将前驱液置于静电场中，利用静电纺丝法制备得到一维纳米材料，随后经退火处理得到3+3+Bi2Ti4O11:Yb/Ho纳米纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，二甲基甲酰胺与乙酸的质量比为(1.7～3.3)：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，溶液A与钛酸四丁酯的质量比为(2.4～3.4)：1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，硝酸镱与硝酸钬的质量比为(1～15)：1，溶液B与硝酸镱与硝酸钬的总质量比为(13～17)：1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，溶液C与硝酸铋的质量比为(14～19)：1。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分数为4％～10％。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，静电纺丝法制备一维纳米材料的工艺为：静电场的电压为15～30kV，控制速率5～20μl/m将静电纺丝前驱液喷射到收集器上。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，退火处理具体为：升温速率为2～5℃/min，退火温度为700～900℃，处理时间为4～7小时，随后自然冷却到室温。9.一种高纯绿色上转换单斜相钛酸铋基纳米纤维，其特征在于，根据权利要求1所述方法制备而成。10.一种根据权利要求9所述高纯绿色上转换单斜相钛酸铋基纳米纤维在非接触型温度传感器中的应用，其特征在于，利用980nm近红外激光器进行激发，纳米纤维在室温下呈现出明亮的纯绿光；发光位置在550纳米，半峰宽为20纳米，显示出高纯度绿色发光特征。2CN110592725A说明书1/6页一种高纯绿色上转换单斜相钛酸铋基纳米纤维及其制备方法和用途技术领域[0001]本发明属于镱钬稀土掺杂三元Bi2Ti4O11化合物一维纳米材料制备技术领域，具体涉及一种高纯绿色上转换Bi2Ti4O11基纳米纤维及其制备方法和用途。背景技术[0002]温度是各个领域中的一个重要参数，因此如何精确的测量物体的温度变得尤为重要。传统的接触式温度测量方法具有响应时间长、受环境干扰等缺点，因此难以快速准确地检测到物体的实际温度。基于此，研制一种高灵敏度的非接触式温度计是很有必要的。与传统的测温技术相比，非接触式测温技术具有更高的灵敏度、更快速和更广的应用范围，如可以在一些严苛的环境下使用，可以测量快速移动的物体等等。[0003]近年来，稀土离子掺杂的上转换材料在三维显示、生物成像、药物传递等领域得到广泛的应用。与此同时，上转换材料也被认为是作为纳米温度计的最佳材料之一。基于上转换材料的非接触式纳米测温技术在很大程度上依赖于掺杂稀土离子的热耦合能级所引起的两条发射谱线的荧光强度比(FIR)的变化。因此，和灵敏度一样，发光强度也是一个重要的参数，只有当发光强度足够高时，所得到的灵敏度才有意义。而发光强度的高低与