纳米上转换环境功能材料制备研究(4)
些情况下，hv1=hv2 ，其发光强度通常正比于 I2
．更一般地，如果需要发生 n 次吸收，上转换发光强度将正比于 In
， 另外，ESA 过程为单个离子的吸收，具有
不依赖于发光离子浓度的特点。 b）连续能量转移：
一般发生在不同类型的离子之间，其原理如图 2：处于激发态的一种离子(施主离子) 与处于基态的另外一种离子(受主离子)满足能量匹配的要求而发生相互
作用，施主离子将能量传递给受主离子而使其跃迁至激发态能级，本身则通过无
辐射驰豫的方式返回基态。 位于激发态能级上的受主离子还可能第二次能量转移
而跃迁至更高的激发态能级。这种能量转移方式称为连续能量转移 SET。
c）交叉弛豫
发生在相同或不同类型的离子之间。其原理如图 3 所示。同时位于激发态上
的两种离子，其中一个离子将能量传递给另外一个离子使其跃迁至更高能级，而
本身则无辐射驰豫至能量更低的能级。 发生在同时位于激发态的同一类型的离子之间，可以理解为三个离子之间的
相互作用，其原理如图 4 所示。首先同时处于激发态的两个离子将能量同时传递
给一个位于基态能级的离子使其跃迁至更高的激发态能级，而另外两个离子则无
辐射驰豫返回基态。
1.2 1.2 1.2 1.2 上转换材料的制备方法 上转换材料的制备方法 上转换材料的制备方法 上转换材料的制备方法
自从上转换材料的发现到不到发展， 人们制备上转换材料的方法也越来越多，
并有了不断的创新。现在目前的制备方法主要有以下几种：
a）共沉淀法
沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合液中加人适
当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧，从而制得相应的粉
体颗粒。
共沉淀法，就是在溶解有各种成份离子的电解质溶液中添加合适的沉淀
剂，反应生成组成均匀的沉淀，沉淀热分解得到高纯纳米粉体材料。共沉淀法的优点在于：其一是通过溶液中的各种化学反应直接得到化学成分均
一的纳米粉体材料，其二是容易制备粒度小而且分布均匀的纳米粉体材料。
制备工艺简单、成本低、制备条件易于控制、合成周期短、煅烧温度低和时间短、
产品性能良好等优点，已成为目前研究最多的制备方法之一。
郭琳娜、王育华[7]
等用氨水作为沉淀剂，制备出了性能良好的 Y2 SiO5∶Er
，Tm3+
上转换发光纳米粉。
b）高温固相法
高温固相法是一种传统的合成上转换材料的方法。此方法是将高纯的原料按
一定比例称量，充分混合均匀之后装入坩埚中，然后放人高温炉（氧化炉）中，
在特定的条件下(如：温度、气氛、反应时间等)进行烧结而得到产品。温度，压
力、添加剂都会影响固相反应。目前此方法仍然是合成上转换材料的主要方法之
一。
c）水热合成法
在水热条件下，反应物以各种配合物的形式进行溶解，水分子本身参与了这
个过程，这种反应属于液相反应。
水热合成法是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行
的化学反应。水热反应依据反应类型的不同可分为水热水解、水热结晶、水热氧
化、水热还原、水热沉淀、水热合成等。其中水热结晶用得最多。许斌生, 曹丽
云[3]
等人用此方法合成硅酸钇纳米晶，并进行了研究,取得很好的效果。