[发明专利]光热转换纳米材料及其制备及应用方法

权利要求书

1.一种光热转换纳米材料，其特征在于，其化学表达式为：

AR_1-x-yF₄:Yb_x,Er_y

其中A为Li、Na或K中至少一种，R为Y、Gd、Lu或Nd中至少一种；其中0.01≤x≤0.6，0.001≤y≤0.1；

所述的光热转换纳米材料颗粒的粒度在5～40nm范围内。

2.一种如权利要求1所述的光热转换纳米材料的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

1)按所述光热转换纳米材料的化学组成及化学计量比称取稀土原料，然后溶于溶剂中，加热到100～160℃搅拌20～60分钟形成均匀澄清的溶液，然后降至50～25℃；

2)以NH₄F作为氟源，以LiOH、NaOH、KOH作为Li、Na、K的原料；将NH₄F与LiOH、NaOH或KOH溶于甲醇形成澄清的氟和碱金属前体溶液；

3)将步骤2)所得氟和碱金属前体溶液加入步骤1)所得溶液中得到混合溶液，此时该混合溶液温度保持在50～25℃，并搅拌30分钟以上；

4)将步骤3)所得混合溶液加热到70～100℃，除去甲醇，在无水无氧条件下，升温至280～340℃，反应20～120分钟，随后冷却至室温；得到含有光热转换纳米材料的溶液；

5)在步骤4)获得的含有光热转换纳米材料的溶液中加入前者体积0.5～3倍的乙醇，通过离心及后处理过程，即得到多功能集成光热转换纳米材料。

3.根据权利要求2所述的光热转换纳米材料的制备方法，其特征在于：

在所述步骤1)中，稀土原料为包含Y、Gd、Lu、Nd、Yb和Er的醋酸盐、油酸盐或氯化物，所述溶剂为油胺、油酸或1-十八烯中的至少一种；

在所述步骤2)中，NH₄F与步骤1)中稀土原料中稀土离子的摩尔比为3～5，碱金属离子与所述稀土离子的摩尔比为1～3；

在所述步骤5)中，后处理过程为采用乙醇、水或环己烷中的至少一种作为溶剂清洗3～5次，然后烘干，烘干温度为50～80℃。

4.一种如权利要求1所述的光热转换纳米材料的应用方法，其特征在于，采用该纳米材料实现微区加热，其方法为：将所述的纳米颗粒分散在水、甲苯或氯仿液体介质中，采用功率为1～3W波长为750～1100nm范围的近红外激光照射，实现液体3～15℃的温升；光热转换纳米材料在固体粉末状态下，采用功率为1～3W波长为750～1100nm范围的近红外激光照射，实现光热转换纳米材料自身50～500℃的温升，用于周围局域环境的微区加热；该光热转换纳米材料在750～1100nm近红外激光照射下，所发射光的525nm和545nm两发射带的强度比I_525/545与环境温度T满足指数关系I_525/545＝Ae^-ΔE/kT，其中A和ΔE为待拟合常数，k为玻尔兹曼常数，利用此关系实现纳米材料尺度非接触温度检测。