[发明专利]一种双壳层复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种双壳层复合材料，其特征在于，所述双壳层复合材料包括作为核层的上转换纳米颗粒、包覆在所述核层外壁的中间壳层和布置在所述中间壳层的外表面上的纳米金颗粒，其中，所述中间壳层为SiO₂。

2.根据权利要求1所述的双壳层复合材料，其特征在于，所述中间壳层的厚度为5～30nm。

3.根据权利要求1所述的双壳层复合材料，其特征在于，所述上转换纳米颗粒包括内核、敏化中心和发光中心，所述内核以NaYF₄为基质，所述敏化中心为Yb³⁺，所述发光中心为Er³⁺。

4.根据权利要求3所述的双壳层复合材料，其特征在于，所述上转换颗粒的内核尺寸为400～1000nm。

5.根据权利要求1所述的双壳层复合材料，其特征在于，所述纳米金颗粒的吸收峰为500～550nm。

6.一种制备如权利要求1-5任一项所述的双壳层复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

将所述上转换纳米颗粒、正硅酸四乙酯和氨水在乙醇溶液中反应，得到包覆有所述中间壳层的上转换纳米颗粒；

利用氨丙基三甲氧基硅烷在50～80℃下对所述包覆有所述中间壳层的上转换纳米颗粒进行表面修饰，得到经过表面修饰的包覆有所述中间壳层的上转换纳米颗粒；

将所述经过表面修饰的包覆有所述中间壳层的上转换纳米颗粒溶于去离子水中，并与含有所述纳米金颗粒的水溶液混合，得到所述双壳层复合材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述纳米金颗粒的水溶液的制备方法为：先将三水合氯金酸溶解于去离子水中，得到浓度为0.19g/L的三水合氯金酸的水溶液，将所述三水合氯金酸的水溶液加热到沸腾，将柠檬酸钠溶解于水溶液中，制得浓度为0.01g/mL的柠檬酸钠的水溶液，将所述柠檬酸钠的水溶液在搅拌条件下加入到沸腾的所述三水合氯金酸的水溶液中，所述柠檬酸钠的水溶液与所述三水合氯金酸的水溶液的体积比为500:33，保持沸腾状态搅拌20分钟，得到吸收峰为500～550nm的所述纳米金颗粒的水溶液。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述上转换纳米颗粒、正硅酸四乙酯和氨水在乙醇溶液中反应，得到包覆有所述中间壳层的上转换纳米颗粒的方法包括：将0.1g所述上转换纳米颗粒分散于40mL异丙醇中，超声分散后，再分别加入5mL去离子水和0.1mL所述正硅酸四乙酯，搅拌后，得到混合液，向所述混合液中逐滴加入0.5mL氨水，加入后搅拌1小时，经离心干燥得到包覆有所述中间壳层的上转换纳米颗粒。

9.一种如权利要求1-5任一项所述的双壳层复合材料的应用，其特征在于，所述双壳层复合材料用于制备染料敏化太阳能电池的光阳极。