[发明专利]一种基于染料敏化的上转换发光复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于染料敏化的上转换发光复合材料及其制备方法，该基于染料敏化的上转换发光复合材料包括质量比为50～2500:1的上转换纳米颗粒和染料分子IR‑806，该上转换纳米颗粒的化学表达式为NaY_0.78F₄:Yb_0.2,Er_0.02@NaY_0.9‑x1F₄:Yb_0.1,Nd_x1，其中，x1为0.1～0.9。该基于染料敏化的上转换发光复合材料通过将上转换纳米颗粒和染料分子IR‑806混合制得。本发明通过将染料分子IR‑806和上转换纳米颗粒进行复合，通过两者的协同作用成功实现了激发光波长由980nm移动到800nm左右，避免了980nm激发光长时间照射导致的水的温升；且本发明利用染料分子IR‑806和上转换纳米颗粒之间的能量传递，制得的上转换发光复合材料与上转换纳米颗粒相比，发光强度显著增强。

技术领域

本发明涉及一种上转换发光材料及其制备方法，特别涉及一种基于染料敏化的上转换发光复合材料及其制备方法。

背景技术

同传统的发光材料相比，上转换发光材料可以吸收光子能量较低的近红外光，发出光子能量较高的可见光。正是基于这种特殊的光学性质，上转换发光材料在生物医学、固态激光、太阳能电池、立体显示等领域具有广阔的应用前景；尤其是应用在生物诊断和生物治疗中，上转换发光材料相较于传统的发光探针材料，具有化学稳定性好、毒性低、探测深度高、组织损伤小、发射带窄和信噪比高等优点。

在生物医学领域，上转换发光材料的应用还存在一定的限制。比如，大多数上转换发光材料的激发光波长位于980nm，而980nm恰好对应水的吸收峰。因此，这就会导致细胞或组织(含水率很高)在经过长时间的激光辐射下，温度急速升高，从而使细胞和组织发生破坏。而且，上转换发光材料一般由稀土离子(Er³⁺、Ho³⁺或Tm³⁺)作为发光中心，但由于稀土离子存在4f跃迁禁阻，导致上转换发光材料的发光强度普遍偏低。目前，上转换发光材料的量子产率只有1％左右。因此，同时实现上转换发光材料的激发光波长的改变和其发光强度的提高，对于上转换发光材料的应用具有十分重大的意义。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种能够改变激发光波长、提高发光强度的基于染料敏化的上转换发光复合材料，本发明的第二目的是提供制备该上转换发光复合材料的方法。

技术方案：本发明所述的一种基于染料敏化的上转换发光复合材料，包括质量比为50～2500:1的上转换纳米颗粒和染料分子IR-806，该上转换纳米颗粒的化学表达式为NaY_0.78F₄:Yb_0.2,Er_0.02@NaY_0.9-x1F₄:Yb_0.1,Nd_x1，其中，x₁为0.1～0.9。

本发明通过将染料分子IR-806和上转换纳米颗粒进行复合，所得上转换发光复合材料的激发光波长移动到800nm左右，而且，和单一的上转换纳米颗粒相比，上转换发光复合材料发光强度得到明显提升。

较优的，上转换纳米颗粒和染料分子IR-806的质量比为200～600:1。此时，和单一的上转换纳米颗粒相比，上转换发光复合材料的发光强度增强5～18倍。

进一步的，x₁为0.1～0.7。此时，与单一的上转换纳米颗粒相比，上转换发光复合材料的发光强度增强18～41倍。

本发明所述的一种基于染料敏化的上转换发光复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)对染料分子IR-780进行改性，制备染料分子IR-806；