[发明专利]一种上转换荧光选择性增强的复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了这一种上转换荧光选择性增强的复合材料，属于上转换发光材料技术领域。包括微米光纤和分散在所述微米光纤表面的非金属三氧化钨‑上转换纳米颗粒混合样品。本发明通过微米光纤波导激发非金属三氧化钨的表面等离子体，利用WO_3‑x的表面等离子体共振吸收和热效应相互协同，实现上转换荧光的选择性增强，改善上转换材料的多峰性，且利用微米光纤波导激发，不需要使用复杂光学器件，小巧易集成，操作更加方便。实施例的数据表明，本发明提供的复合材料相比上转换纳米颗粒(UCNPs)样品，在521纳米处的荧光峰强度增强了500多倍，也选择性地增强在523纳米处的荧光发射。

技术领域

本发明涉及上转换发光材料技术领域，特别涉及一种上转换荧光选择性增强的复合材料及其制备方法。

背景技术

稀土上转换纳米发光材料是一种能够把长波辐射转换成短波辐射的纳米材料，因其具有独特的反斯托克斯光学性质、光稳定性强、荧光寿命长、发光谱带窄、反斯托克斯位移大、毒性低、对生物组织无损伤等诸多优点，在显示器、荧光标记、生物成像、太阳能电池、防伪等领域有广阔的应用前景。然而，上转换纳米材料发光效率很低，严重制约着上转换纳米材料的实际应用。此外，稀土元素具有多能级结构，因此上转换纳米材料的荧光光谱会同时出现多个峰，这种多峰性质会限制其在显示器、激光以及成像等领域的进一步应用。因此如何有效增强上转换纳米材料发光是目前研究的难点。

目前，贵金属表面等离子体共振(surface plasmon resonance，SPR)增强上转换纳米材料发光被认为是最有效的途径之一。但是，这些方法对于上转换发光的增强大多都是对全部或者多个发射峰的整体增强，上转换纳米材料发光的多峰并没有得到明显的改善。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种上转换荧光选择性增强的复合材料及其制备方法，本发明提供的复合材料可以实现上转换荧光的选择性增强。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种上转换荧光选择性增强的复合材料，包括微米光纤和分散在所述微米光纤表面的非金属三氧化钨-上转换纳米颗粒混合样品。

优选地，所述上转换纳米颗粒为六方β相NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺。

优选地，所述混合样品中的上转换纳米颗粒在微米光纤表面的负载量为10¹⁵～10¹⁶个/m²。

优选地，所述非金属三氧化钨与上转换纳米颗粒的质量比为10～100：1。

优选地，所述上转换纳米颗粒为球形，所述球形的直径为36～44nm。

优选地，所述微米光纤的光纤直径为600nm～15μm。

优选地，所述微米光纤由将多模光纤的缓冲层和聚合物夹层剥离，将所得纤芯加热拉长得到。

本发明还提供了上述技术方案所述的上转换荧光选择性增强的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将非金属三氧化钨、上转换纳米颗粒以及溶剂混合，得到混合样品；

将微米光纤浸入到所述混合样品中后干燥，得到所述上转换荧光选择性增强的复合材料。

优选地，所述溶剂为无水乙醇。

优选地，所述干燥的温度为30～40℃，所述干燥的时间为1～3h。