[发明专利]近红外光上转换氟化物晶体的水热生长方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及荧光材料制备工艺技术领域，特别是一种在近红外激发的近红外光上转换氟化物晶体的水热生长方法。

【背景技术】

上转换材料是一种在长波红外辐射激发下发射短波可见光的发光材料。在诸如防伪标识、红外辐射探测、固态激光器以及生物分子荧光标记等不同领域都具有重要的应用前景。近年来，近红外光上转换纳米晶材料在纳米生物医学领域更引起人们的广泛重视，这类材料不仅可以用作特定病变检测而且还可以被用作光动力治疗材料。近红外光上转换纳米晶材料用作荧光材料探针，具有抗干扰、检测灵敏度高的优势，是一种具有重要应用前景的生物荧光材料(Nano Lett.2006；8：1645-1649)。

目前受到关注的近红外光上转换材料中，以NaYF₄作为基质的近红外光上转换荧光材料具有最高的近红外光上转换效率，是最受重视的研究对象之一(NanoLett.2004；11：2191-2196)。对于生物分子荧光标记而言，需要近红外光上转换材料的本身具有粒径小且分布均匀、发光效率与发光强度高的特点。对于稀土掺杂离子配位已经基本确定的NaYF₄而言，纳米晶粒径分布由基质材料的粒径分布所决定；而发光强度与效率与基质材料则主要由NaYF₄本身相结构(立方相或六方相)与结晶度所决定，当前已有研究结果表明，六方相NaYF₄基质掺杂稀土离子后具有更高的近红外光上转换发光效率。因此，在近红外光上转换材料纳米晶的制备中，如何通过制备参数的调整，实现对氟化物基质材料纳米晶的相控制合成，将具有重要的应用价值。

【发明内容】

本发明的目的是为了解决现有技术问题，而提供一种近红外光上转换氟化物晶体的水热生长方法，该方法可通过控制工艺参数实现产物立方相与六方相的可控合成。

本发明为解决上述问题所采用的方案是设计一种近红外光上转换氟化物晶体的水热生长方法，所述生长方法包括原料选择、前驱体溶液配制、水热处理与洗涤干燥等。具体步骤包括：

(1)将近红外光上转换氟化物晶体的原料溶于浓度为3.5～5mol/l的稀硝酸溶液中，在60～80℃下强烈搅拌10～30min，使其充分溶解形成0.2～0.8mol/l硝酸钇溶液；

(2)将络合剂加入上述步骤(1)所制得的溶液中，然后充分搅拌，调节混合溶液的pH值为0.7～2，使其形成络合物，其中Y³⁺与络合剂的摩尔比为1∶1～4；

(3)按照Y³⁺/F^-＝1∶4～5的化学计量比配制NaF溶液，将其逐滴加入到上述步骤(2)形成的溶液中并强烈搅拌，调节最终混合溶液pH值至3～3.5；

(4)将步骤(3)制得的混合溶液放入聚四氟乙烯内衬的高压釜中，置入烘箱内180～220℃下加热3～24h后，自然冷却至室温；

(5)离心分离沉淀物并以去离子水及乙醇进行超声洗涤，在50～70℃真空干燥2～5h，得到立方相或六方相的近红外光上转换氟化物晶体。

本发明的有益效果是：立方相与六方相产物的控制合成可通过简单工艺达成，络合剂辅助的水热法合成与控制产物的晶相，得到具有所需结构的产物。水热制备方法的突出特点是工艺与设备简单、合成条件温和、体系稳定、产物结晶度高、分散性好、缺陷较少、且不易引入杂质；产物质量稳定、重复性高、还可以使用廉价原料，制备出的纳米晶颗粒尺寸小并且粒径分布均一。

【附图说明】

图1是本发明制备出的近红外光上转换基质材料YF₃的XRD图；

图2是本发明制备出的近红外光上转换基质材料YF₃的SEM形貌图；

图3是本发明制备出的近红外光上转换基质材料立方相NaYF₄的XRD图；

图4是本发明制备出的近红外光上转换基质材料六方相NaYF₄的XRD图；

图5是本发明制备出的近红外光上转换基质材料六方相NaYF₄的SEM形貌图。

以下结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

【具体实施方式】