稀土掺杂钼酸钪弥补发光材料在照明领域应用的不足

近期，江西理工大学化学化工学院温和瑞教授团队次开发了二维负热膨胀性质与稀土发光性质相结合的新材料——稀土掺杂钼酸钪（Sc2(MoO4)3:Yb/Er）荧光粉，它因具有良好的热缩冷胀特性，而能同时实现热增强上转换发光和下转移发光的强度，进而能有效解决发光材料在照明、显示、探测、生物成像等领域应用的不足。

（图片来源：He-Rui Wen/Nature Communications）

据悉，分子体系的发光通常对温度较为敏感，温度的升高往往会引起分子发色团的旋转和晶格振动的增强，从而导致发光热猝灭。更简单地说，就是随着温度的上升，发光材料的发光强度会下降。这也就严重阻碍了发光材料在高温场所中的应用。

为了改善现有发光材料的热猝灭性能，江西理工大学研究者就通过溶胶-凝胶法合成了 Sc2(MoO4)3:Yb/Er二维负热膨胀材料，幷利用它在二维层面热缩冷胀的良好特性，实现了在宽温域下（298K-773K）的绿光上转换（UC）发光和近红外下转移（DS）发光强度的显著增强。研究表明，由于随着温度的升高，敏化剂和发射器之间的距离减小以及能量迁移受限，绿色上转换发光增强了45倍，Er的近红外下移发光增强了450倍。此外， Sc2(MoO4)3:Yb/Er荧光粉还具有较高发光测温灵敏度。

（图片来源：He-Rui Wen/Nature Communications）

Sc2(MoO4)3:Yb/Er荧光粉的合成步骤：首先制备稀土硝酸盐，即将(NH4)6Mo7O24·4H2O和C6H8O7·H2O溶液缓慢滴入含有硝酸稀土的溶液中，然后添加一定量的柠檬酸，接着将上述溶液加热得到淡黄色透明凝胶；最后干燥的凝胶在空气中退火数个小时，即可得到白色粉末。

该研究成果已以“ Thermally boosted upconversion and downshifting luminescence in Sc2(MoO4)3:Yb/Er with two-dimensional negative thermal expansion”为题发表在国际一流期刊《Nature Communications》（自然·通讯）上。

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