[发明专利]基于稀土掺杂的上转换纳米晶体的荧光编码微球及其制备方法

权利要求书

1.一种基于稀土掺杂上转换纳米晶体的红外上转换荧光编码微球，其特征在于掺杂的稀土元素包括敏化离子和激活离子；其中，激活离子为Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺、 Nd³⁺、Pr³⁺、 Dy³⁺ 中的一种或者几种；敏化离子为Yb³⁺；Er³⁺的摩尔含量为0.01%~10%，Tm³⁺的摩尔含量为0.01%~10%，Ho³⁺的摩尔含量为0.01%~10%， Nd³⁺ 的摩尔含量为0.01%~10%，Pr³⁺的摩尔含量为0.01%~10%， Dy³⁺的摩尔含量为0.01%~10%，Yb³⁺的摩尔含量为0.1%~60%；

转换纳米晶体的基质材料包括：氟化物、氧化物,、硫氧化物或卤化物；其中，氟化物为：CaF₂，BaF₂，LaF₃，YF₃，ZnF₂，NaYF₄，LiYF₄，KYF₄，BaYF₄，NaGdF₄，或NaLuF₄；氧化物为：La₂O₃, Y₂O₃, Gd₂O₃, 或Lu₂O₃ ；硫氧化物为Y₂O₂S, CaS₂, 或La₂S₃，卤化物为Cs₃Lu₂Br₉。

2.根据权利要求1所述的荧光编码微球，其特征在于荧光编码微球的载体材料为惰性材料，该惰性材料选自高分子聚合物、氧化硅和陶瓷。

3.一种如权利要求1所述的荧光编码微球的制备方法，其特征在于：

（1）对于稀土氟化物上转换纳米晶体，用高温溶剂分解法或水热法制备； 

所述高温溶剂分解法，是采用油酸、油氨、三正辛基氧膦或十八烯为高温溶剂，稀土原料采用稀土氯化物，稀土三氟乙酸盐，稀土硝酸盐，或者稀土醋酸盐；反应物选择氟化铵、氟化钠或者氟化钾；在280--320℃温度、氮气气氛下反应0.8—1.2小时，即得到分散性和均匀性较好的上转换氟化物纳米晶体；所述水热法是采用所述高温溶剂分解法同样的稀土原料和反应物，以油酸、乙醇或水为溶剂，在160--200℃温度条件下，水热反应，制备得所述上转换氟化物纳米晶体；其中，

所述稀土氯化物为 ：YCl₃，YbCl₃，ErCl₃，TmCl₃，GdCl₃，或LaCl₃；

所述稀土三氟乙酸盐为：Y(CF₃COO)₃，Yb(CF₃COO)₃， Er(CF₃COO)₃，Tm(CF₃COO)₃，Gd(CF₃COO)₃，或La(CF₃COO)₃；

所述稀土硝酸盐为：Y(NO₃)₃，Yb(NO₃)₃，Er(NO₃)₃，Tm(NO₃)₃，Gd(NO₃)₃，或La(NO₃)₃；

所述稀土醋酸盐为Y(Ac)₃，Yb(Ac)₃，Er(Ac)₃，Tm(Ac)₃，Gd(Ac)₃，或La(Ac)₃； 

（2）对于稀土氧化物上转换纳米晶体，采用高温溶剂分解法或共沉淀法制备 ；

所述高温溶剂分解法，是采用油酸，或十八烯为高温溶剂，稀土原料采用稀土醋酸盐，在280--320℃温度、氮气气氛下反应0.8—1.2小时，即得到分散性和均匀性较好的上转换氧化物纳米晶体；其中，所述稀土醋酸盐为 Y(Ac)₃，Yb(Ac)₃，Er(Ac)₃，Tm(Ac)₃，Gd(Ac)₃，或La(Ac)₃，

所述共沉淀法，是采用稀土原料采用稀土氯化物，稀土硝酸盐，或者稀土醋酸盐，利用碱性反应物氨水、尿素或氢氧化钠作用，生成氧化稀土前驱体，然后通过600℃--800℃焙烧，得到上转换氧化物纳米晶体；其中，所述稀土氯化物为 ：YCl₃，YbCl₃，ErCl₃，TmCl₃，GdCl₃，或LaCl₃，所述稀土硝酸盐为Y(NO₃)₃，Yb(NO₃)₃，Er(NO₃)₃，Tm(NO₃)₃，Gd(NO₃)₃，或La(NO₃)₃，所述稀土醋酸盐为Y(Ac)₃，Yb(Ac)₃，Er(Ac)₃，Tm(Ac)₃，Gd(Ac)₃，或La(Ac)₃；

（3）对于稀土硫氧化物上转换纳米晶体，采用类似于稀土氧化物纳米晶体的制备方法，即采用高温溶剂分解法和共沉淀法；区别在于在高温热分解反应过程中引入硫粉或者Na₂S作为硫源；

（4）对于稀土卤化物上转换纳米晶体，采用卤化物原料混合焙烧的方法制备。