[发明专利]一种上转换荧光型核壳纳米晶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有负热淬灭效应的上转换荧光型核壳纳米晶，其特征在于，该上转换荧光型核壳纳米晶组成为Tm³⁺/Yb³⁺/Er³⁺:BaLn₂(MoO₄)₄＠BaLn₂(MoO₄)₄，Ln=Gd, Y，其晶核组成为Tm³⁺/Yb³⁺/Er³⁺:BaLn₂(MoO₄)₄，包覆在晶核外表面的外壳组成为同质BaLn₂(MoO₄)₄，Ln=Gd,Y。

2.如权利要求1 所述的一种具有负热淬灭效应的上转换荧光型核壳纳米晶，其特征在于，所述的Tm³⁺掺杂浓度为0.02~0.5mol%，Yb³⁺掺杂浓度为1~10mol%，Er³⁺掺杂浓度为0.2~1mol%，且稀土离子Er³⁺与Yb³⁺的摩尔掺杂浓度比为1：5~10。

3.如权利要求1所述的一种具有负热淬灭效应的上转换荧光型核壳纳米晶，其特征在于，该上转换荧光型核壳纳米晶为棒状，其平均宽度为20~30nm，平均长度为40~70nm。

4.如权利要求1-3之一所述的具有负热淬灭效应的上转换荧光型核壳纳米晶的制备方法，其特征在于，其步骤如下：

(1)在烧瓶中加入一定量鲸蜡醇聚氧乙烯醚-20、正丁醇和环己烷，比例关系为1 mmol：0.5~0.8 ml：5ml；将烧瓶置于50℃水浴中，磁力搅拌使各组分混合均匀，获得无色透明反胶束体系备用；

(2)将浓度为1 mol/L的BaCl₂溶液逐滴滴入所述步骤(1)配置的反胶束体系中，BaCl₂溶液与反胶束体系的体积比关系为1 ml：10~13ml；在50℃水浴中，磁力搅拌1~2h后获得BaCl₂微乳液；按同样方法，分别配置Er(NO₃)₃、Yb(NO₃)₃、Tm(NO₃)₃、Ln(NO₃)₃，Ln=Y, Gd、Na₂MoO₄微乳液；

(3)将步骤(2)所述的BaCl₂微乳液、Ln(NO₃)₃，Ln=Y, Gd微乳液与Na₂MoO₄微乳液以1:2:4比例混合；再加入一定摩尔量比例的Er(NO₃)₃、Yb(NO₃)₃、Tm(NO₃)₃微乳液，在室温下搅拌1~2h，形成白色悬浮液；

(4)将上述步骤(3)中的悬浮液用丙醇和无水乙醇超声、洗涤、离心数次，再将得到的沉淀物在60~80℃干燥10~15h，得到微乳液前驱体粉末；

(5)将上述步骤(4)中的微乳液前驱体粉末与一定量蒸馏水混合，再滴入氨水调节pH值至7，搅拌10min后放入高压反应釜中，反应釜内溶液填充度为60~75%，在90~140℃下水热处理15~20h后冷却至室温；将水热反应所得溶液用蒸馏水和无水乙醇清洗、离心分离；将所得沉淀物在100~120℃下干燥 10~15h，得到Tm³⁺/Yb³⁺/Er³⁺:BaLn₂(MoO₄)₄，Ln=Y, Gd上转换纳米晶核；

(6)称取上述步骤(5)制得的Tm³⁺/Yb³⁺/Er³⁺:BaLn₂(MoO₄)₄，Ln=Y, Gd上转换纳米晶核分散到蒸馏水中进行0.5~1h超声处理，两者比例为1 mmol：20~30ml；然后依次逐滴加入1mol/L的BaCl₂和Ln(NO₃)₃，Ln=Y, Gd溶液，持续搅拌0.5~1h；再缓慢滴入1mol/L的Na₂MoO₄溶液，搅拌0.5~1h，得到混合溶液；

(7)将上述步骤(6)所述混合溶液移入高压反应釜中，于100~150℃水热条件下反应35~45h后冷却至室温，用蒸馏水和无水乙醇将所得沉淀物清洗、离心分离后，在60~80℃下干燥24h， 将干燥后所得粉末在空气气氛下于500~550℃煅烧2h即得最终产物。