【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发光材料，具体涉及一种原位激活室温长余辉发光的sio2纳米材料、制备方法及其应用。
技术介绍
1、二氧化硅(sio2)作为最常见的化合物之一，以各种各样的方式出现在日常的工业生产、机械制造、食品、日化、农业生产等多个领域。sio2的光学透明性、热力学和化学稳定性使其成为了一种广泛研究的复合材料基质。此外，sio2还具有制备简单、粒径可调、低细胞毒性和高生物相容性等优点，并且sio2的表面可以很容易地进行改性，从而允许使用各种官能团对其进行进一步的功能化，以适应不同的要求。具有上述许多优点的sio2成为了制备发光复合材料的理想基质。
2、多功能sio2复合材料是通过不同的方式将一种或多种不同的发光材料组装、包覆或集成在sio2纳米粒子中形成的。sio2纳米材料是纳米技术的重要组成部分，目前已经可以通过对工艺精准把控制备得到如纳米线、介孔纳米颗粒、空心纳米颗粒、薄膜等多种sio2纳米材料。
3、当前sio2长余辉发光材料的研究与应用主要依靠在sio2合成过程中掺入发光材料，通过水解实现对发光材料的封装。然而在此过程中，发光分子的加入往往会影响sio2纳米颗粒的形核过程，最终会得到形貌不规整与分散性差的纳米粉末，同时制备工艺复杂的问题也亟待解决。
4、鉴于sio2长余辉发光材料广泛的应用前景，本专利技术研究团队认为有必要探究一种新的制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决目前sio2长余辉发光材料制备方法中形貌不可控的技术问
2、为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：
3、一种原位激活室温长余辉发光的sio2纳米材料，其特殊之处在于：其以形貌均匀的sio2纳米材料为载体，通过载体表面sio2水解为硅酸再聚合为sio2的过程实现对具有长余辉发光潜力的发光分子及碳点的原位封装，外层为致密的二次水解sio2，其能提供刚性环境，抑制三线态激子的非辐射跃迁，保护内部发光分子，防止被空气中的活性氧淬灭。
4、进一步地，所述载体采用粒径为199-298nm的单分散sio2纳米颗粒、sio2纳米线或形貌无规的硅胶纳米材料；
5、所述具有长余辉发光潜力的发光分子为碳点(carbon dots,cds)或有机发光分子；
6、所述有机发光分子为4,4’-联吡啶、1,8-萘二甲酰亚胺、1,8-萘二甲酸酐、4-苯基吡啶、2-苯基吡啶、3-苯基吡啶、4-苯基喹啉或9-苯基吖啶；
7、即上述原位激活室温长余辉发光的sio2纳米材料可根据载体形态不同，分为为具有长余辉发光的纳米线、具有长余辉发光的纳米粉末，以及具有长余辉发光的纳米颗粒；根据原位封装的发光材料不同，分为碳点@sio2纳米材料、有机发光分子@sio2纳米材料。
8、本专利技术还提供了上述原位激活室温长余辉发光的sio2纳米材料的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
9、1)将分散有sio2纳米材料和具有长余辉发光潜力的发光分子的去离子水置于耐压反应容器中，加热至100-200℃，进行高压水热反应；；
10、2)待反应结束冷却至室温后，离心(12000rpm)收集沉淀，将沉淀多次洗涤离心后，得到原位激活室温长余辉发光的sio2纳米材料。
11、进一步地，步骤1)具体为：
12、1.1)将sio2纳米材料和具有长余辉发光潜力的发光分子同时分散在去离子水中形成分散液；
13、亦或，
14、先将sio2纳米材料均匀分散在去离子水中，再将具有长余辉发光潜力的发光分子溶解在sio2纳米材料的均匀分散液中，形成反应用分散液；
15、1.2)将步骤1.1)得到的分散液置于压力管中，沙浴或水浴加热至100-200℃，200-500rpm(优选300rpm)搅拌3-60h；
16、亦或，
17、将步骤1.1)得到的分散液置于反应瓶中，并将反应瓶置于聚四氟乙烯水热反应釜中，外围加水与反应瓶中液面齐平，将水热反应釜密封后于100-200℃加热0.5-5h。
18、进一步地，步骤1)中，所述具有长余辉发光潜力的发光分子为碳点或有机发光分子；
19、所述有机发光分子为4,4’-联吡啶、1,8-萘二甲酰亚胺、1,8-萘二酸酐、4-苯基吡啶、2-苯基吡啶、3-苯基吡啶、4-苯基喹啉或9-苯基吖啶；
20、此处的碳点和有机发光分子可根据所需发光寿命及强度进行添加，本专利技术中根据需求，选择按照碳点、sio2纳米材料以及水的质量比为9∶250∶25000；有机发光分子、sio2纳米材料以及水的质量比为01-4∶10∶1000的比例进行添加。
21、进一步地，所述碳点采用乙醇胺和磷酸经微波合成得到，随后采用nahco3溶液调节至中性(ph＝7)后利用0.22μm水系微孔滤膜进行过滤，过滤后采用活性炭进行脱色处理得到。
22、进一步地，步骤1)中，所述载体采用sio2纳米线、硅胶或粒径为199-298nm的单分散sio2纳米颗粒。
23、其中，所述粒径为199-298nm的单分散sio2纳米颗粒的制备方法如下：
24、s1制备“种子”原液
25、将乙醇、去离子水和氨水混合，200-500rpm下缓慢搅拌升温至60-70℃，然后将正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate，teos，作为硅源，匀速滴加)以0.2ml/min的速度加入反应体系中，反应至少10h，得到的胶体溶液作为“种子”原液；
26、其中，乙醇、去离子水、氨水以及正硅酸乙酯的体积比为160∶33∶3.5∶4.4；
27、s2制备单分散sio2纳米颗粒
28、s2.1将乙醇、去离子水和氨水在室温下混合均匀(200rpm)，将s1得到的“种子”原液加入反应体系中，得到混合液1；
29、其中，乙醇、去离子水、氨水以及“种子”原液的体积比为160∶40∶40∶0.4-1.5；
30、s2.2将乙醇、去离子水和氨水混合均匀得到混合液2，分别将正硅酸乙酯和所述混合液2以0.2ml/min的速度加入s2.1得到的混合液1中，反应至少2h，得到反应产物；
31、其中，乙醇、去离子水、氨水、正硅酸乙酯以及混合液1的体积比为10∶3∶7∶20∶120.2-120.75；
32、s2.3采用乙醇与水交替多次离心洗涤s2.2得到的反应产物，放入烘箱干燥后得到粒径为199-298nm的单分散sio2纳米颗粒。整个制备过程通过种子形核方式生长为不同尺寸的sio2纳米颗粒；种子的用量决定最终sio2纳米颗粒的直径，通常种子添加量越多，粒径越小。
33、进一步地，s1中，使用注射器将正硅酸乙酯加入反应体系中；
34、s2.1中，采用三口烧瓶作为反应容器；
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1.一种原位激活室温长余辉发光的SiO2纳米材料，其特征在于：其以形貌均匀的SiO2纳米材料为载体，通过载体表面SiO2水解为硅酸再聚合为SiO2的过程实现对具有长余辉发光潜力的发光分子的原位封装，外层为致密的二次水解SiO2。
2.根据权利要求1所述原位激活室温长余辉发光的SiO2纳米材料，其特征在于：
3.权利要求1所述原位激活室温长余辉发光的SiO2纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤1)具体为：
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于：
9.权利要求1所述原位激活室温长余辉发光的SiO2纳米材料中纳米颗粒在制备光子晶体或多重防伪中的应用。
10.一种光子晶体，其特征在于：将权利要求1所述原位激活室温长余辉发光的SiO2纳米材料中纳米颗粒作为原料分散在质量分数为6-10
...【技术特征摘要】
1.一种原位激活室温长余辉发光的sio2纳米材料，其特征在于：其以形貌均匀的sio2纳米材料为载体，通过载体表面sio2水解为硅酸再聚合为sio2的过程实现对具有长余辉发光潜力的发光分子的原位封装，外层为致密的二次水解sio2。
2.根据权利要求1所述原位激活室温长余辉发光的sio2纳米材料，其特征在于：
3.权利要求1所述原位激活室温长余辉发光的sio2纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤1)具体为：
5.根据权利要求4所述制...
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