[发明专利]一种纳米上转换荧光材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米荧光材料技术领域，特别涉及一种玉米油修饰的纳米上转换荧光材料的制备方法。

背景技术

上转换荧光材料是指材料受到光激发时，能基于双光子或多光子机制，吸收低光子能量的长波辐射，发射出高光子能量的短波辐射，其本质是一种反斯托克斯发光。近年来，上转换发光材料在固体激光、三维显示、红外成像、太阳能电池，特别是作为一种新型荧光标记物在生物大分子分析、生物医学临床领域有着广阔的应用前景，受到了广泛的关注。与传统荧光标记物相比，上转换发光纳米材料具有毒性低、发光强度高，抗光漂白和光降解等优点，可以实现超灵敏的生物检测。同时由于上转换发光纳米材料的激发光为红外光，可以避免生物样品自体荧光的干扰和散射光现象，从而降低检测背景，提高信噪比，而且红外光在检测过程中对生物组织的损害也较小。

稀土离子独特的4f电子层结构使其具有丰富的发光性能，近年来，稀土发光材料在光线远程通讯、有机电致发光、照明及生物医学等领域的应用越来越广泛。以氟化钇钠为基质，镱，铒掺杂的（NaYF4：Yb，Er）上转换材料是迄今为止发现的上转换效率最高的一种上转换荧光材料。作为生物分子荧光标记材料，标记材料本身需要具备粒径小、颗粒分布均匀、发光效率高等特点。水热法是制备NaYF4：Yb，Er纳米级上转换荧光材料一种比较成熟的合成路线，通常是在体系中加入亚油酸或油酸，可以有效控制稀土上转换发光纳米晶体生长、防止粒子团聚，使得颗粒分布均匀、稳定。但是亚油酸或油酸价格较贵且对环境有危害，对水体和大气可造成污染，对人体皮肤有刺激作用，故可寻找一种成本低廉且环保的物质来替代它们，从而实现纳米级上转换荧光材料的制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米油修饰的纳米上转换荧光材料的制备方法，在氟化钇钠为基质，镱、铒掺杂的上转换纳米颗粒的合成过程中加入了玉米油，所制得的上转换荧光材料粒度均匀，粒径为10-100nm，可以满足作为生物分子荧光标记材料的需要。而且该合成工艺无毒、环保、原料成本低。

为了实现以上技术效果，本发明是通过如下步骤实现：

一种纳米上转换荧光材料的制备方法，其步骤包括：

（1）将氧化钇、氧化镱、氧化铒置于酸溶液中加热溶解，制得稀土混合液；

（2）将氢氧化钠水溶液、玉米油和无水乙醇混合后加热，待混合液冷却后倒入饱和氯化钠溶液中，静置，取固体盐析物烘干，即得到玉米油钠盐；

（3）将去离子水、醇、玉米油和步骤（2）中所得的玉米油钠盐搅拌混合，然后再依次加入步骤（1）中的稀土混合液和氟化钠水溶液，持续搅拌混合液即得黄白色乳液；

（4）将步骤（3）中得到的黄白色乳液倒入反应釜中进行反应，所得产物即为玉米油修饰的纳米上转换荧光材料。

所述步骤（1）中，稀土混合液中的钇离子：镱离子：铒离子的摩尔比为39-40：9-10：1，所述稀土混合液中稀土离子的总浓度为0.2-0.8mol/L。

所述步骤（1）中的酸溶液为盐酸、硝酸或高氯酸，所述酸溶液的浓度为2-4mol/L。

所述步骤（2）中，氢氧化钠水溶液的质量浓度为35％-45％；所述混合液中氢氧化钠、玉米油和无水乙醇的配比为1g-2g：10g：10mL，该混合液的加热温度为80℃-95℃；所述固体盐析物在80℃-100℃下烘干。

所述步骤（3）中的氟化钠水溶液的浓度为0.4-0.8mo l/L。

所述步骤（3）中，将去离子水、醇、玉米油和玉米油钠盐按照6-9mL:4-10mL:1mL:1-3g的比例搅拌混合；所述稀土混合液体积为所述玉米油体积的0.5-1倍，所述氟化钠水溶液的体积为所述玉米油体积的1-4倍。

所述步骤（3）中的醇为无水甲醇、无水乙醇或无水正丙醇。

所述步骤（4）中，反应釜的加热温度为150℃-200℃，反应时间为1-12小时。

本发明的有益效果是：所述纳米上转换荧光材料的制备过程中，采用廉价的玉米油替代现有技术中价格昂贵的亚油酸或油酸，作为体系的分散剂，有效阻止了反应粒子的团聚现象的发生，使得反应粒子均匀、稳定存在于反应体系中；所述荧光材料颗粒粒径为10-100nm，可以满足作为生物分子荧光标记材料的需要；所述工艺过程简单、无毒、无污染，符合现代社会的环保需求；所述纳米上转换荧光材料的原料成本低、原料来源广。

附图说明

图1是实施例1中制得的玉米油修饰的NaYF₄：Yb，Er纳米上转换荧光材料的场发射扫描电镜图。