[发明专利]一种多孔稀土掺杂Li4ZrF8上转换纳米晶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔稀土掺杂Li₄ZrF₈上转换发光纳米晶及其制备方法，所述的上转换纳米晶为单斜相Li₄ZrF₈纳米晶，所述Li₄ZrF₈纳米晶尺寸在20～60纳米，纳米晶中有大量的微孔。所述纳米晶的制备方法包括以下步骤：(1)将氢氧化锂、稀土醋酸盐、醋酸锆溶于溶剂中；(2)溶有氟化铵的醇溶液加入步骤1中得到的溶液，然后升温除去醇；(3)将步骤2中除去醇后的溶液加热反应，冷却到室温，制备得到所述稀土掺杂氟锆化锂上转换纳米晶。所述材料的制备方法比较简单，重复性好，制备出的纳米发光材料分散性、均一性较好。本发明制备的Li₄ZrF₈纳米晶不仅具有强的上转换发光能力，而且具有药物缓释能力，在生物发光成像、肿瘤药物治疗等领域有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米发光材料制造领域，涉及一种上转换纳米发光材料，具体涉及多孔稀土掺杂Li₄ZrF₈上转换纳米晶及其制备方法。

背景技术

稀土掺杂上转换纳米晶具有组织穿透深、组织背景荧光干扰小等优点，在生物荧光标记和免疫分析领域有着重要的应用前景，因而受到了国内外学者的普遍关注。在上转换纳米晶基质材料中，氟化物具有声子能量低、物理化学稳定性好、毒性低等优点是一类性能优异的上转换纳米晶的基质材料。目前研究较多的氟化物纳米晶为稀土氟化物纳米晶，而稀土掺杂氟锆酸盐的研究相对较少。研究表明氟锆酸盐也是一类性能很好的上转换发光基质材料。研究表明Yb³⁺/Er³⁺掺杂的Na₂ZrF₆上转换纳米晶可以发射纯的上转换红光(Chemical Communications，2012，48(86)：10630.)，其发光强度高于Yb³⁺/Er³⁺掺杂的NaYF₄。但是关于稀土掺杂Li₄ZrF₈上转换纳米晶文献还未见报道。

近年来，同时能实现生物荧光标记和药物缓释功能的多功能上转换发光材料越来越受到生物材料工作者的青睐。目前，实现上转换纳米晶的药物缓释功能主要通过在上转换纳米晶表面包覆一层多孔二氧化硅，然后在对壳层进行腐蚀形成一些中空的结构，通过这些中空结构装载药物。但该方案的工艺复杂，而且包覆上一层多孔二氧化硅后上转换材料的整体发光效率会明显降低。为了提高材料的发光效率，多孔上转换发光材料是一个很好的选择。多孔上转换发光材料可以直接利用纳米晶的微孔结构装载药物，而不会降低材料的发光性能。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种合成稀土掺杂Li₄ZrF₈多孔上转换纳米晶及其制备方法。该方法采用高温共沉淀技术，可以一步合成结晶性能良好的稀土掺杂Li₄ZrF₈纳米晶。该纳米晶具有良好的上转换发光性能。同时，该纳米晶中具有多孔的微观结构，粒径分布均匀、分散性好。通过控制前驱体的浓度和反应温度、反应时间等参数获得不同尺寸、不同形貌的多孔上转换纳米晶。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种稀土掺杂Li₄ZrF₈上转换多孔纳米晶，所述材料的化学式为：Li₄Zr_(1-x)F₈：xmol％RE³⁺，其中，0≤x≤50，RE³⁺选自Yb、Er、Tm、Ho、Eu、Tb、Dy、Sm、Nd和Pr中的一种或多种。

优选地，0≤x≤40；还优选地，0≤x≤30。