【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光纳米材料制备，具体涉及一种高荧光强度的稀土掺杂上转换纳米材料及其制备方法。
技术介绍
1、稀土掺杂上转换发光材料可以吸收两个或更多的近红外（nir）光子，并发射能量更高的uv-nir光子，具有丰富的能级和长寿命发射，且穿透深度大、低潜在毒性，在生物医学、太阳能电池、温度传感器以及光催化降解等领域具有良好的应用前景。其中，典型的有yb3+-tm3+双掺杂体系，在980nm近红外光激发下，yb3+吸收近红外光子能量并无辐射传递给邻近的tm3+而发出强的紫外光或者蓝光。为了增强上转换材料的发光效率和发光强度，目前研究主要是集中在优化材料的结构和组分与改善能量传输过程，例如：调节材料等晶格结构、晶体场效应、掺杂离子种类和浓度、包覆壳层、调节纳米颗粒粒径、添加适量的辅助剂、表面等离子体共振、构建亚晶格团簇等，其中利用掺杂离子引起稀土纳米颗粒晶体场效应是一种简单可行的办法。
2、稀土氟化物基质材料由于具有低的声子能量备受关注，其中，四方相liyf4结构中六边环形亚晶格结构能有效抑制敏化离子间的能量交叉弛豫，提高敏化效率。而fe是一种金属元素，原子序数为26，位于周期表第四周期，第viii族，有特殊的理化性质。本专利技术首次通过高温共沉淀法合成掺杂fe3+的liyf4:tm3+/yb3+，并包覆一层惰性壳。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高荧光强度的稀土掺杂上转换纳米材料及其制备方法。本专利技术通过引入不同摩尔浓度的fe3+，引起晶格畸变，进而通过晶
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的目的之一在于提供一种高荧光强度的上转换稀土掺杂纳米材料，其包含具有低声子能量的四方相liyf4主体结构、敏化剂yb3+、激活剂tm3+、调节荧光强度的铁离子fe3+和惰性壳层liyf4。
4、进一步地，该纳米材料的结构通式为liy(0.295-x)f4:yb0.7tm0.005fex@liyf4，其中0<x≤0.04。
5、进一步地，该纳米材料在波长980nm的激光下表现出361nm和472nm的上转换荧光。
6、进一步地，该纳米材料的粒径为26-40nm。
7、本专利技术的目的之二在于提供一种所述的高荧光强度的上转换稀土掺杂纳米材料的制备方法，其包括以下步骤；
8、（1）稀土、fe3+掺杂的liy(0.295-x)f4:yb0.7tm0.005fex纳米晶核的制备
9、a）将(0.295-x)mmol ycl3·6h2o、0.7mmol ybcl3·6h2o、0.005mmol tmcl3·6h2o、x mmol fecl3作为原料，加入6ml油酸和15ml 1-十八烯混合后，在转速600 r/min、真空度0.08 mpa的条件下缓慢升温到160℃，保温30min，随后自然冷却至室温；
10、b）将10ml 0.4m的nh4f甲醇溶液和5ml 0.3m的lioh甲醇溶液混合后振荡10-30s，然后缓慢注射到步骤a）的溶液中，保温30min；
11、c）抽真空至真空度为0.08mpa，并将温度升到110℃，保温15-30min除去水分和甲醇；
12、d）通入氩气，继续升温到300℃并保温90min，反应结束后自然冷却至室温；
13、e）在步骤d）所得反应液中加入等体积乙醇沉淀产物，之后以10000rpm的转速离心10min，再用环己烷和无水乙醇（1:4，v/v）的混合溶液离心洗涤产物，所得产物分散在环己烷中，获得liy(0.295-x)f4:yb0.7tm0.005fex纳米晶核；
14、（2）表面liyf4惰性壳的包覆
15、f）将1mmol ycl3·6h2o、6ml油酸和15ml 1-十八烯混合后，在转速600 r/min、真空度0.08 mpa的条件下缓慢升温到160℃，保温30min，随后自然冷却至室温；
16、g）在步骤f）的反应料液中先加入步骤（1）制得的liy(0.295-x)f4:yb0.7tm0.005fex纳米晶核，随后将10ml 0.4m的nh4f甲醇溶液和5ml 0.3m的lioh甲醇溶液混合后振荡10-30s，再缓慢注射到前述溶液中，保温30min；
17、h）抽真空至真空度为0.08mpa，并将温度升到110℃，保温15-30min除去水分和甲醇；
18、i）通入氩气，继续升温到300℃并保温90min，反应结束后自然冷却至室温；
19、j）在步骤i）所得反应液中加入等体积乙醇沉淀产物，之后以10000rpm的转速离心10min，再用环己烷和无水乙醇（1:4，v/v）的混合溶液离心洗涤产物，所得产物分散在环己烷中，获得liy(0.295-x)f4:yb0.7tm0.005fex@liyf4。
20、本专利技术的有益效果在于：
21、（1）本专利技术以四方相liyf4为基底，掺杂yb3+，tm3+及fe3+制备纳米核。由于四方相liyf4拥有特殊的亚晶格结构，这使不同浓度fe3+的掺杂会引起不同程度的晶格畸变，进而直接影响稀土的配位环境和晶体场分裂，从而提升纳米材料的荧光强度，而表面包覆惰性壳层liyf4可减少能量向表面缺陷传递造成能量损失，进一步提高荧光强度。
22、（2）本专利技术制备出的上转换纳米颗粒分散性良好，上转换强度明显提升，在980nm激光激发下表现出361nm和472nm的明显上转换荧光，使其整体显示为蓝紫色荧光，在生物医学，太阳能电池、温度传感器以及光催化降解等领域具有良好的应用前景。
23、（3）本专利技术制备成本低，制备工艺简单、易于调节、制备过程可控性好，且产率高。
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1.一种高荧光强度的上转换稀土掺杂纳米材料，其特征在于：该纳米材料的结构通式为LiY(0.295-x)F4:Yb0.7Tm0.005Fex@LiYF4，其中0<x≤0.04。
2.根据权利要求1所述的高荧光强度的上转换稀土掺杂纳米材料，其特征在于：该纳米材料在波长980nm的激光下表现出361nm和472nm的上转换荧光。
3.根据权利要求1所述的高荧光强度的上转换稀土掺杂纳米材料，其特征在于：该纳米材料的粒径为26-40nm。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的高荧光强度的上转换稀土掺杂纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；
5.根据权利要求4所述的制备方法：其特征在于，步骤（1）、（2）中所述高温处理具体是于300℃保温90min。
【技术特征摘要】
1.一种高荧光强度的上转换稀土掺杂纳米材料，其特征在于：该纳米材料的结构通式为liy(0.295-x)f4:yb0.7tm0.005fex@liyf4，其中0<x≤0.04。
2.根据权利要求1所述的高荧光强度的上转换稀土掺杂纳米材料，其特征在于：该纳米材料在波长980nm的激光下表现出361nm和472nm的上转换荧光。
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