[发明专利]一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料，其特征在于：所述材料是配体L通过配位化学键与稀土掺杂上转换发光纳米材料中的稀土离子结合形成的纳米材料，所述稀土掺杂上转换发光纳米材料具有如下结构：

MNF_y:Yb³⁺,Re

其中，M选自Na⁺、Li⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和Ba²⁺中的一种；N为Y³⁺、Gd³⁺或Lu³⁺；y为4或5；Re为Er³⁺、Ho³⁺或Tm³⁺；

所述配体L为以C1～C18碳链为骨架的有机化合物，所述有机化合物含有1～6个取代基，所述取代基选自羧基、羟基和氨基中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述配体L为具有通式I的有机化合物：

式中，R₁为C₁～C₁₇饱和或不饱和烷基；羟基或氨基取代的C₁～C₁₇饱和烷基；羟基或氨基取代的C₁～C₁₇不饱和烷基、芳基。

3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述配体L为具有通式II的有机化合物：

式中，R₂为C₁～C₁₆饱和或不饱和烷基；羟基、氨基或羧基取代的C₁～C₁₆饱和烷基；羟基、氨基或羧基取代的C₁～C₁₆不饱和烷基、芳基。

4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述配体L为丁胺、乙二胺、或三乙烯四胺。

5.根据权利要求2所述的材料，其特征在于：所述配体L为丙酸、4-戊烯酸、顺丁烯酸、α-羟基丁酸、丙氨酸、油酸、苯甲酸或水杨酸。

6.根据权利要求3所述的材料，其特征在于：所述配体L为丁二酸、苹果酸、酒石酸、邻苯二甲酸、柠檬酸或乙二胺四乙酸。

7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的材料，其特征在于：所述掺杂上转换发光纳米材料为NaYF₄:Yb,Er、NaYF₄:Yb,Tm、LiYF₄:Yb,Er、KYF₄:Yb,Er、MgYF₅:Yb,Er、CaYF₅:Yb,Er、BaYF₅:Yb,Er、NaGdF₄:Yb,Er、或NaLuF₄:Yb,Er。

8.一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料的制备方法，其特征在于：所述方法为水热-有机溶剂热合成法，按目标MNF_y:Yb³⁺,Re化合物将稀土离子源化合物与配体化合物溶于反应溶剂中，其中稀土元素离子与配体L化合物的摩尔比为2:1～1:100，加入NaOH，NaOH与配体L化合物的摩尔比为0:1～1:1，配制溶液A；将碱金属氟化物溶于反应溶剂中，形成溶液B；向溶液A中加入溶液B，氟离子与稀土离子的摩尔比为4～12，混合均匀后移至反应釜中于180～240℃，反应2～24h；

其中，反应溶剂为水-乙醇、水-甲醇、水-异丙醇、水-正丙醇、水-正丁醇或水-乙二醇溶剂，其中水与有机溶剂的体积比为2:1～1:5。