一种稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料及其制备方法和应用。发展了一种简单的两步外延生长法制备所述复合纳米材料，所制备出的复合纳米材料具有良好的分散性、均一性和可重复性；在低功率密度980nm连续半导体激光器激发下，由于CaF

【技术实现步骤摘要】
一种稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米发光材料
，具体涉及一种稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料及其制备方法和应用。
技术介绍
稀土上转换纳米发光材料具有背景干扰弱、荧光寿命长、激发能量低和组织渗透深等优点，因而在照明显示、药物运输、生物医学成像、生物标记等领域展现出广阔的应用前景，是近年来国内外的研究热点。钙钛矿量子点是一类与钛酸钙(CaTiO3)具有相同晶体结构的材料，主要分为有机无机杂化和全无机三卤钙钛矿。有机无机杂化钙钛矿在光伏器件上大获成功，而全无机三卤钙钛矿的稳定性优于有机无机杂化钙钛矿，有着重大的研究意义和很好的应用前景。全无机钙钛矿量子点具有极高的荧光量子效率、荧光波长可调且覆盖整个可见光波段、线宽窄和很好的电传输特性等优点使得其在发光显示、光电转换与探测等领域极具应用前景，例如太阳能电池、激光和发光二极管。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料及其制备方法和应用，所述复合纳米材料包括上转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料，其中，所述复合纳米材料包括上转换纳米颗粒和钙钛矿量子点，所述上转换纳米颗粒的化学式为：CaF

【技术特征摘要】
1.一种稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料，其中，所述复合纳米材料包括上转换纳米颗粒和钙钛矿量子点，所述上转换纳米颗粒的化学式为：CaF2:Ln，其中，Ln为Yb3+/Er3+和Yb3+/Tm3+；所述钙钛矿量子点为CsPbX3量子点，其中，X选自Cl、Br和I中的一种。


2.根据权利要求1所述的复合纳米材料，其中，所述稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料的化学式为CsPbX3/CaF2:Ln。
优选地，所述稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料的化学式为CsPbCl3/CaF2:Yb,Tm、CsPbBr3/CaF2:Yb,Tm、CsPbI3/CaF2:Yb,Tm、CsPbCl3/CaF2:Yb,Er、CsPbBr3/CaF2:Yb,Er和CsPbI3/CaF2:Yb,Er；
优选地，所述稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料的化学式为CsPbCl3/CaF2:Yb,Tm、CsPbBr3/CaF2:Yb,Tm和CsPbI3/CaF2:Yb,Er。
优选地，所述上转换纳米颗粒和钙钛矿量子点之间通过化学键键合连接。所述上转换纳米颗粒和钙钛矿量子点在原子尺度进行结合，且所述上转换纳米颗粒嵌入钙钛矿量子点内，并通过化学键键合连接。
优选地，所述Yb和Tm的摩尔比为(5～40):(0.5～2)，优选为(9～36):(0.8～1.2)，例如为36:1；所述Yb和Er的摩尔比为(5～40):(0.5～2)，优选为(9～36):(0.8～1.2)，例如36:1。


3.根据权利要求1或2所述的复合纳米材料，其中，根据本发明，所述上转换纳米颗粒的晶系为立方相氟化钙纳米晶结构。
优选地，所述钙钛矿量子点的晶系为立方相结构。
优选地，所述上转换纳米颗粒的粒径为1～10nm，优选2～5nm，还优选3～4nm。
优选地，所述CsPbX3量子点的粒径为5～50nm，优选10～40nm，还优选20～30nm。
优选地，所述稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料中，钙钛矿量子点和上转换纳米颗粒的摩尔比为(3～6):(0.5～2)，优选为(4.5～5.5):(0.5～1.5)。
优选地，所述稀土上转换和钙钛矿量子点复合纳米材料的粒径为1～50nm，优选10～50nm，还优选20～40nm。


4.权利要求1-3任一项所述的复合纳米材料的制备方法，其中，包括以下步骤：
(1)制备上转换纳米颗粒，所述上转换纳米颗粒的化学式为：CaF2:Ln，其中，Ln为Yb3+/Er3+和Yb3+/Tm3+；
(2)制备所述稀土上转换纳米颗粒和钙钛矿量子点复合纳米材料。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述上转换纳米颗粒通过包括如下方法制备得到：
(1-1)将钙源和Ln源混合并溶解到油酸和十八烯中，得到混合体系A，其中，Ln为Yb3+/Er3+和Yb3+/Tm3+；
(1-2)将氟化铵、氢氧化钠和甲醇混合，得到混合体系B；
(1-3)将步骤(1-1)的混合体系A与步骤(1-2)的混合体系B混合，反应，制备得到所述上转换纳米颗粒，所述上转换纳米颗粒的化学式为：CaF2:Ln，其中，Ln为Yb3+/Er3+和Yb3+/Tm3+。


6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述步骤(1)中，上转换纳米颗粒是立方相的CaF2:Ln纳米晶。
优选地，所述步骤(1-1)中，钙源可以是醋酸钙，例如为一水合醋酸钙；所述Ln源可以是醋酸镱和醋酸铒，或醋酸镱和醋酸铥，例如为四水合醋酸镱、四水合醋酸铒或四水合醋酸铥。
优选地，所述步骤(1-1)中，钙源和Ln源的摩尔比为(0.5～0.95):(0.046～0.41)，优选为(0.78～0.89):(0.1004～0.2006)。
优选地，醋酸钙、醋酸镱、醋酸铒或醋酸铥的摩尔比为(0.5～0.95):(0.045～0.4):(0.001～0.01)，优选为(0.78～0.89):(0.1～0.2):(0.004～0.006)。
优选地，所述步骤(1-1)中，油酸和十八烯的体积比为(1～10):(10～20)，优选为(3～6):(14～16)。
优选地，所述步骤(1-1)中，混合体系A中，钙源和油酸的摩尔体积比为(0.5～0.95mmol):(1～10ml)，优选为(0.78～0.89mmol):(3～6ml)。
优选地，所述步骤(1-1)中，所述混合和溶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏游超，付虎辉，刘永升，洪茂椿，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35