[发明专利]一种NaYF4:Gd/Tm/Er@CdTe的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种NaYF4:Gd/Tm/Er@CdTe的制备方法，涉及纳米材料技术领域，包括以下步骤：制备NaYF4:Gd/Tm/Er纳米颗粒；制备反应液A；制备NaYF4:Gd/Tm/Er@CdTe，本发明制作方法简单，相比于对比文件不使用有毒有害气体，更适合大规模上批量的生产；NaYF4:Gd/Tm/Er纳米颗粒表面包覆的CdTe层薄而均匀，可以发出强烈的近红外‑可见上转换荧光，荧光性能提高了50％，可以应用在生物荧光蛋白标记技术中作为探针使用。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种NaYF4:Gd/Tm/Er@CdTe的制备方法。

背景技术

稀土掺杂上转换纳米晶由于其独特的可将低频率激发光转换为高频率发射光的光子上转换能力获得了人们的广泛关注，其在生物成像、太阳能电池、光学数据储存和药物输送等多领域有着广泛的应用。尽管上转换纳米材料在应用上有巨大的潜力，但仍需改进以优化其上转换光学性能来促使其进一步商业化。目前一种主要的改性方法是以核为中心包裹一层具有与核结构相似晶格常数的壳层，其能够保护核结构中的发光稀土离子(尤其是位于表面附近的离子)避免由于表面缺陷以及溶剂或表面配体在胶质分散剂中碰撞失活引起的非辐射衰变。

CdTe作为一种新型荧光探针，具有许多优良的光谱性能，将成为未来生物标记研究的一个重要工具。将其作为壳层结构与稀土掺杂上转换纳米晶结合，具备发光性能受外部环境干扰小和物理化学性质稳定的优势，吸收范围广，并且谱线发射呈线状，而且纳米材料的荧光寿命得以增长，温度猝灭也减小，可以广泛应用在生物领域中。

申请公布号为CN 106047348 A的中国专利公开了一种β-NaYF4:Yb/Tm@CdS核壳纳米结构的制备方法，并提到将水溶性β-NaYF4:Yb/Tm纳米颗粒分散在含有六次甲基四胺、十六烷基三甲基溴化铵与抗坏血酸的镉盐水溶液中，在80-95℃反应6～24小时，得到β-NaYF4:Yb/Tm@CdO核壳纳米颗粒；再将β-NaYF4:Yb/Tm@CdO核壳纳米颗粒经过H₂S气体在40～150℃反应2～6小时，即可得到β-NaYF4:Yb/Tm@CdS核壳纳米颗粒。本发明操作简易，工艺要求简单，适合大规模产业化生产。但是其用到有毒易燃易爆气体H₂S，而且还需要高温下反应，实际上并不是太适合大规模产业化生产。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种NaYF4:Gd/Tm/Er@CdTe的制备方法。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种NaYF4:Gd/Tm/Er@CdTe的制备方法，包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入YCl₃·6H₂O、GdCl₃·6H₂O、TmCl₃·6H₂O、ErCl₃·6H₂O、油酸和1-十八碳烯，反应瓶上装上冷凝管，通入氮气保护，升温至140-150℃，搅拌使物料完全溶解，降温至60℃，同时滴加NaOH甲醇溶液、NH₄F甲醇溶液，滴加结束后，保温反应50-70min，再升温至120℃反应5-10min，自然冷却至室温，先40℃减压浓缩蒸去甲醇，再加入甲苯，60℃减压浓缩蒸水，得到的固体物用环己烷、乙醇的混合溶液清洗3次，120-140℃烘箱烘干，即可得到NaYF4:Gd/Tm/Er纳米颗粒；

(2)将硼氢化钠、碲粉加入到水中，超声反应3h，得到反应液A；

(3)将氯化镉加入到水中，先抽真空，再通入氮气，加入巯基乙酸，用氢氧化钠溶液调节体系PH至9.5时，将步骤(2)中反应液加入，升温回流反应3-5h，得到反应液B；