一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料及其制备方法、应用和使用方法技术

本发明专利技术涉及新材料技术领域，特别是涉及一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料及其制备方法、应用和使用方法，该碳点基室温磷光复合材料由YF3:Yb,Tm稀土上转换材料和碳点组成，该碳点基室温磷光复合材料具有下转换荧光、磷光和上转换荧光这三种模式的发光性能，且其发光性能稳定性好，同时具有良好热稳定性、耐溶剂性，和长期储存稳定性，该碳点基室温磷光复合材料在制造防伪产品、传感产品、信息加密产品、光电器件产品或生物成像产品中具有应用。应用。应用。

【技术实现步骤摘要】
一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料及其制备方法、应用和使用方法


[0001]本专利技术涉及新材料
，特别是涉及一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料及其制备方法、应用和使用方法。

技术介绍

[0002]碳点基室温磷光复合材料由于其余辉性能优异，制备简单，成本较小，毒性低等优点在光电器件、生物成像、信息加密，防伪和传感等领域具有广阔的应用前景。自碳点基室温磷光复合材料问世以来，研究人员对其发射波长的调控进行了大量研究，当把不具有磷光属性的碳点嵌入到诸如聚合物，尿素，硼酸，二氧化硅，沸石等的基质中，碳点能表现出室温磷光性能，且发射波长各异。然而，上述碳点室温材料与基质组合的材料仍存在不足之处：当把碳点与基质组合所组成材料应用到信息安全领域中时，这种材料的发光模式单一和容易受环境猝灭的影响，导致防伪或加密效果不明显和稳定性不好。因此，亟需开发一种能稳定地多模式发光的碳点基室温磷光复合材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于避免现有技术的不足之处而提供一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料(CDs@YF3:Yb,Tm)，该碳点基室温磷光复合材料具有下转换荧光、磷光和上转换荧光这三种模式的发光性能，且其发光性能稳定性好，同时具有良好热稳定性、耐溶剂性，长期储存稳定性。
[0004]本专利技术的目的之二在于提供一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的制备方法。
[0005]本专利技术的目的之三在于提供一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的应用。
[0006]本专利技术的目的之四在于提供一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的使用方法。
[0007]本专利技术的目的之一通过以下技术方案实现：
[0008]提供一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料，其由YF3:Yb,Tm稀土上转换材料和碳点组成。
[0009]本专利技术的一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料有益效果：
[0010](1)本专利技术的碳点基室温磷光复合材料由YF3:Yb,Tm稀土上转换材料和碳点组成，YF3:Yb,Tm稀土上转换材料作为刚性基质，YF3:Yb,Tm稀土上转换材料对嵌入其中的碳点起到空间限域作用，可以抑制碳点的分子内旋转和振动，有效保护碳点的三重态激子，避免碳点的三重态激子在环境中淬灭，防止非辐射失活，使得最终的CDs@YF3:Yb,Tm复合材料具有下转换荧光、磷光和上转换荧光这三种模式的发光性能，并且发光性能稳定性。
[0011](2)本专利技术的YF3:Yb,Tm稀土上转换材料为刚性基质，其能有效提高了碳点基室温磷光复合材料的热稳定性、耐溶剂性，长期储存稳定性，利于碳点基室温磷光复合材料在各
种环境中稳定使用，适用于大规模生产应用。
[0012]本专利技术的目的之二通过以下技术方案实现：
[0013]提供上述的三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的制备方法，包括以下步骤，
[0014]S1、将配方量的碳点(1
‑
3mg)加入到YF3:Yb,Tm稀土上转换材料的配方量原料中，充分研磨使之混合均匀，得到混合物料；
[0015]S2、将所述混合物料煅烧，煅烧温度为200℃～500℃，反应时间为0.5h～6h，反应结束后冷却至室温，得到煅烧物料；
[0016]S3、将所述煅烧物料研磨成粉末，制得三模式发光的碳点基室温磷光复合材料。
[0017]上述制备方法中，通过混合煅烧的方式使得碳点充分稳定地嵌入到YF3:Yb,Tm稀土上转换材料中，保证了碳点基室温磷光复合材料的发光稳定性、耐溶剂性和耐候性，继而保证碳点基室温磷光复合材料的质量；上述的煅烧温度和反应时间不会损坏碳点和YF3:Yb,Tm稀土上转换材料的性能，其使碳点和YF3:Yb,Tm稀土上转换材料稳定地结合。
[0018]在一些实施方式中，所述YF3:Yb,Tm稀土上转换材料的前驱体由第一物料和第二物料组成，所述第一物料由醋酸钇水合物、醋酸镱四水合物和醋酸铥水合物组成，所述第二物料为氟化铵。采用醋酸盐作为YF3:Yb,Tm稀土上转换材料的原料，可获得性能较好的产品。在一些实施方式中，所述第一物料与所述第二物料的摩尔之比是1:(2～3)。
[0019]在一些实施方式中，所述第一物料中的醋酸钇水合物、醋酸镱四水合物和醋酸铥的重量百分数分别为(76％～80％)：(19％～21％)：(1％～3％)。
[0020]在一些实施方式中，煅烧后的物料自然冷却至室温。
[0021]本专利技术的一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的制备方法的有益效果：
[0022]本专利技术的制备方法为构建具有多模式发光且结构稳定的新型室温磷光材料提供了一种新的方法，适合于大规模生产应用。
[0023]本专利技术的目的之三提供一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的应用，上述的三模式发光的碳点基室温磷光复合材料在制造防伪产品、传感产品、信息加密产品、光电器件产品或生物成像产品中的应用。
[0024]上述应用中，该碳点基室温磷光复合材料有多种发光模式，并且发光稳定性好、热稳定好、具有耐溶剂性和长期储存稳定性，其能在制造防伪产品、传感产品、信息加密产品、光电器件产品或生物成像产品中的广泛应用。
[0025]本专利技术的目的之四提供一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的使用方法，采用上述三模式发光的碳点基室温磷光复合材料，将所述三模式发光的碳点基室温磷光复合材料形成防伪标识，采用紫外灯照射所述防伪标识，关闭紫外灯后，所述防伪标识发出余辉图像；或采用980nm红外光照射所述防伪标识，所述防伪标识发出荧光图像。
[0026]上述使用方法，仅需紫外灯或980nm红外光就能使防伪标识稳定地发光，提高防伪标识的标记使用的便捷性。
[0027]在一些实施方式中，还采用以高于600℃煅烧过的碳点基室温磷光复合材料来形成干扰标识，所述干扰标识与所述防伪标识形成特定的标识。
[0028]上述的干扰标识是高温煅烧后的碳点基室温磷光复合材料，其不会被激发出光，将干扰标识与防伪标识一起使用，能有效地制造出干扰表象，避免防伪标识被仿造。
附图说明
[0029]利用附图对专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0030]图1是实施例1合成的碳点基室温磷光复合材料(CDs
‑
0@YF3:Yb,Tm)的透射电镜图像及其局部高分辨透射电镜图像。
[0031]图2是实施例1合成的CDs
‑
0@YF3:Yb,Tm的荧光光谱。
[0032]图3是实施例1合成的CDs
‑
0@YF3:Yb,Tm的磷光光谱。
[0033]图4是实施例1合成的CDs
‑
0@YF3:Yb,Tm在980nm红外光下的上转换发光光谱。
[0034]图5是实施例1中不同煅烧温度下合成的CDs...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三模式发光的碳点基室温磷光复合材料，其特征在于：其由YF3:Yb,Tm稀土上转换材料和碳点组成。2.一种权利要求1所述的三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，S1、将配方量的碳点加入到YF3:Yb,Tm稀土上转换材料的配方量原料中，充分研磨使之混合均匀，得到混合物料；S2、将所述混合物料煅烧，煅烧温度为200℃～500℃，反应时间为0.5h～6h，反应结束后冷却至室温，得到煅烧物料；S3、将所述煅烧物料研磨成粉末，制得三模式发光的碳点基室温磷光复合材料。3.根据权利要求2所述的三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的制备方法，其特征在于：所述YF3:Yb,Tm稀土上转换材料的前驱体由第一物料和第二物料组成，所述第一物料由醋酸钇水合物、醋酸镱四水合物和醋酸铥水合物组成，所述第二物料为氟化铵。4.根据权利要求3所述的三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的制备方法，其特征在于：所述第一物料与所述第二物料的摩尔之比是1:(2～3)。5.根据权利要求4所述的三模式发光的碳点基室温磷光复合材料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄健乐，刘凤如，郑义浩，梁萍，魏浩鹏，许晓凯，刘应亮，胡超凡，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：