一种钬基上转换纳米材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于发光材料技术领域，具体涉及一种具有红光发射的小尺寸钬基上转换纳米材料及其制备方法。该上转换纳米材料以NaHoF

【技术实现步骤摘要】
一种钬基上转换纳米材料及其制备方法
本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种具有红光发射的小尺寸钬基上转换纳米材料及其制备方法。
技术介绍
通过多光子吸收，上转换纳米材料可以将低能量的激发光转化为高能量的发射光。相对于下转换荧光材料，上转换纳米材料具有低毒性、大斯托克斯位移和尖发射峰等优点，在信息安全、太阳能电池、生物医学成像、超分辨纳米显微镜等领域具有应用价值。相对于蓝光和绿光，红光由于较长的波长(600-700nm)而具有深的生物组织穿透性，被誉为“可见光光学窗口”。除了铒离子和铥离子，钬离子被认为是另一种重要的上转换激活离子。钬基上转换纳米材料在CT、核磁共振成像等领域具有突出表现。然而，高浓度的钬离子掺杂很容易引起荧光猝灭。此外，现有的钬基核-多壳结构纳米材料尺寸一般大于45nm,而为了使纳米材料能够更好地应用于生物领域，急需研发出具有小尺寸的纳米材料。因此，如何开发出一种具有红光发射的小尺寸钬基上转换纳米材料，是当前发光材料
的一大难题。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点和不足，本专利技术的首要目的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钬基上转换纳米材料，其特征在于：其化学表达式为NaHoF

【技术特征摘要】
1.一种钬基上转换纳米材料，其特征在于：其化学表达式为NaHoF4@NaYF4:xTb@NaGdF4:yYb,zTm@NaYF4，即以NaHoF4为核层，在其外依次包覆NaYF4:xTb壳层、NaGdF4:yYb,zTm壳层和NaYF4钝化层；
其中，x＝Tb/(Tb+Y)摩尔浓度；y＝Yb/(Yb+Tm+Gd)摩尔浓度；z＝Tm/(Yb+Tm+Gd)摩尔浓度。


2.根据权利要求1所述的钬基上转换纳米材料，其特征在于：
所述的x取值为70～80％；
所述的y取值为46～52％；
所述的z取值为0.75～1.25％。


3.根据权利要求2所述的钬基上转换纳米材料，其特征在于：
所述的x取值为75％；
所述的y的取值为49％；
所述的z的取值为1％。


4.根据权利要求1～3任一项所述的核壳结构上转换纳米材料，其特征在于：所述的上转换纳米材料的粒径为9～12nm。


5.权利要求1～4任一项所述的钬基上转换纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)NaHoF4核层的制备：将油酸和十八烯混合搅拌均匀，随后加入氯化钬溶液，混合搅拌均匀，紧接着升温去除水分，再高温反应生成稀土-油酸螯合物，降至常温后，加入氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液并搅拌，升温去除多余的甲醇，并在氩气的保护下进行高温反应，最后将反应后的浑浊液洗涤和离心，得到白色沉淀，即得到核层NaHoF4纳米颗粒；
(2)NaYF4:xTb壳层包覆：将油酸、十八烯、钇-油酸螯合物和铽-油酸螯合物混合搅拌均匀，随后添加步骤(1)制备的核层NaHoF4纳米颗粒，然后加入氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液并搅拌，升温去除多余的甲醇，并在氩气的保护下进行高温反应，随后自然冷却即得包含NaHoF4@NaYF4:xTb核-壳结构纳米颗粒的反应溶液；
(3)NaGdF4:yYb,zTm壳层包覆：将钆-油酸螯合物、镱-油酸螯合物和铥-油酸螯合物加入上述步骤(2)的反应溶液中，并搅拌均匀；然后加入氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液并搅拌，升温去除多余的甲醇，并在氩气的保护下进行高温反应，随后自然冷却即得包含NaHoF4@NaYF4:xTb@NaGdF4:yYb,zTm核-壳-壳结构纳米颗粒的反应溶液；
(4)NaYF4钝化层包覆：将钇-油酸螯合物加入上述步骤(3)的反应溶液中，并搅拌均匀；然后加入氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液并搅拌，升温去除多余的甲醇，并在氩气的保护下进行高温反应，最后将反应后的浑浊液洗涤和离心，即得到所述的钬基上转换纳米材料。


6.根据权利要求5所述的钬基上转换纳米材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的高温反应生成稀土-油酸螯合物的条件为在140～160℃下反应30～50min；
步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)中所述的在氩气的保护下进行高温反应的条件为在275～285℃下反应0.9～1.1h。


7.根据权利要求5所述的钬基上转换纳米材料的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的核层NaHoF4纳米颗粒与钇-油酸螯合物的摩尔比为1:0.2～1:0.3；
步骤(3)中所述的钆-油酸螯合物与步骤(2)中所述的核层NaHoF4纳米颗粒的摩尔比为0.3:1～0.7:1；
步骤(3)中所述的镱-油酸螯合物与步骤(2)中所述的核层NaHoF4纳米颗粒的摩尔比为0.29:1～0.69:1；
步骤(4)中所述的钇-油酸螯合物与步骤(2)中所述的核层NaHoF4纳米颗粒的摩尔比为0.8:1～1.2:1。


8.根据权利要求5所述的钬基上转换纳米材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的油酸和十八烯的体积比为0.7:1～0.8:1；
步骤(1)中所述的氯化钬溶液的浓度为0.85～1.15mol·L-1；
步骤(1)中所述的油酸和氯化钬溶液的体积比为13:1～17:1；
步骤(1)中所述的油酸和氯化钬溶液的体积比为15:1；
步骤(1)中所述的氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液中，氢氧化钠的浓度为0.2～0.3mol/L；
步骤(1)中所述的氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液中，氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：林浩，郑雪刚，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东;44