[发明专利]晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒及制备方法

权利要求书

1.晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒，其特征在于：该稀土上转换纳米颗粒通过Mn²⁺或者Tm³⁺金属离子与发光中心Er³⁺离子的共掺杂，在上转换纳米材料晶格中引入缺陷，通过缺陷来调节稀土离子之间的能量传递途径，调控其发光颜色；

在980nm激光激发下，所述稀土上转换纳米颗粒发射出红色荧光；在808nm激光激发下，所述稀土上转换纳米颗粒发射出绿色荧光；

所述稀土上转换纳米颗粒为3层核壳结构，从内向外依次为核层、内壳层和外壳层；所述稀土上转换纳米颗粒的具体结构为：

1)Mn²⁺或者Tm³⁺与Er³⁺共掺杂的核层纳米颗粒；

2)含有Yb³⁺掺杂的内壳层；

3)含有Nd³⁺掺杂的外壳层。

2.根据权利要求1所述的晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒，其特征在于：所述核层纳米颗粒的基质结构为ABF₄:Yb/Er/X，其中A为Na，K，Li，X为Mn²⁺或Tm³⁺,B为Y³⁺、Gd³⁺、Lu³⁺。

3.根据权利要求1所述的晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒，其特征在于：核层纳米颗粒的内壳层结构为ABF₄:Yb，其中A为Na，K，Li,B为Y³⁺、Gd³⁺、Lu³⁺。

4.根据权利要求1所述的晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒，其特征在于：核层纳米颗粒的外壳层结构为ABF₄:Nd/Yb，其中A为Na，K，Li,B为Y³⁺、Gd³⁺、Lu³⁺。

5.晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒的制备方法，其特征在于，稀土上转换纳米颗粒的合成步骤为：

1)制备Mn²⁺或者Tm³⁺与Er³⁺共掺杂的核层纳米颗粒；

2)在核层纳米颗粒外包覆含有Yb³⁺掺杂的内壳层；

3)在核-壳颗粒外包覆含有Nd³⁺掺杂的外壳层。

6.根据权利要求5所述的晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒的制备方法，其特征在于，合成步骤1)具体操作为：将铒、钇和镱的稀土金属盐和锰离子或铥离子按照0.5％-2％：40％-60％：10％-30％：20％-40％的摩尔百分比，与氟化碱土金属盐、油酸、氢氧化钠、乙醇搅拌混合，加入反应釜中升温至150-200℃，保温反应，反应结束后冷却至室温，加入乙醇离心，得到的颗粒加入油酸、十八烯混合溶液中，升温至250-300℃退火，加入乙醇离心得核层纳米颗粒。

7.根据权利要求5所述的晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒的制备方法，其特征在于，合成步骤2)具体操作为：将钇和镱的稀土金属盐按照摩尔百分比10％-90％：10％-90％，与油酸、十八烯加入到烧瓶中，搅拌下升温抽真空除去水和氧气；除尽后通惰性气体升温至100-150℃；随后冷却至室温，加入步骤1)所得的核层纳米颗粒和含有NaOH和NH₄F的甲醇溶液，搅拌后抽真空除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通惰性气体保护，升温至250-300℃反应；反应结束后冷却至室温，加入乙醇离心，得核壳纳米颗粒。

8.根据权利要求5所述的晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒的制备方法，其特征在于，合成步骤3)具体操作为：将钕和镱的稀土金属盐按照摩尔百分比10％-90％：10％-90％，与油酸和十八烯混合加入到烧瓶中，搅拌下升温抽真空除去水和氧气；除尽后通惰性气体升温至100-150℃；随后冷却至室温，加入步骤2)所得的核层纳米颗粒和含有NaOH和NH₄F的甲醇溶液，搅拌后抽真空除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通惰性气体保护，升温至250-300℃反应；反应结束后冷却至室温，加入乙醇离心，得到所述纳米颗粒。