[发明专利]一种Al3+掺杂的六方相NaYF4:Yb;Er上转换材料的制备方法

说明书

本发明提供一种Al³⁺掺杂的六方相NaYF₄:Yb,Er上转换材料的制备方法，该制备方法通过三氟乙酸盐高温热分解法将小半径Al³⁺引入NaYF₄:Yb,Er晶格中，使NaYF₄发生显著地晶格畸变，提高NaYF₄由α相(立方相)向β相(六方相)转变的能力，从而提高六方相NaYF₄上转换材料的纯度，进而提高六方相NaYF₄上转换材料的上转换荧光强度，且本发明中小半径Al³⁺的掺入有利于降低激活剂Er³⁺局域晶体场的对称性，破坏f‑f禁止跃迁，从而增加辐射跃迁的概率，缩短反应时间，进而有助于合成小尺寸六方相NaYF₄:Yb,Er上转换材料，并进一步增强NaYF₄:Yb,Er上转换材料的上转换荧光强度，有利于其在生物标记领域的实际应用。

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Al³⁺掺杂的六方相NaYF₄:Yb,Er上转换材料的制备方法。

背景技术

稀土上转换荧光材料具有化学稳定性高、光稳定性好、毒性低、发射带窄、发光寿命长等优点。与传统的荧光染料和量子点等下转换荧光标记材料相比，稀土上转换荧光材料能够利用近红外光发射出可见光，而近红外光在生物组织中具有较深的光穿透深度，对生物组织几乎没有损伤、不会产生背景荧光等优势，有望成为下一代生物标记材料。特别地，六方相NaYF₄是目前研究发现上转换荧光效率最高的基质材料之一，通常以Yb³⁺作为敏化剂，Er³⁺作为激活剂离子。

NaYF₄存在两个相，即立方相(α)和六方相(β)，经过研究表明，六方相NaYF₄的上转换荧光发射比立方相NaYF₄强很多。然而在合成六方相NaYF₄过程中，经常伴随立方相NaYF₄晶相共存，要想获得纯六方相NaYF₄，一般需要通过升高反应温度或延长反应时间实现，但是这将导致所制备的六方相NaYF₄尺寸长大，不利于在生物标记领域的实际应用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种Al³⁺掺杂的六方相NaYF₄:Yb,Er上转换材料的制备方法，以解决现有六方相NaYF₄无法兼具高纯度和小尺寸的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种Al³⁺掺杂的六方相NaYF4:Yb,Er上转换材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将Na、Y、Yb、Er、Al的三氟乙酸盐溶液混合，得到混合溶液A；

2)将所述混合溶液A蒸干，然后，加入由油酸和十八烯组成的混合溶剂，并在一定温度下搅拌、抽真空，得到反应溶液B；

3)向所述反应溶液B中通入惰性气体，然后，升温至300～320℃，保温反应20～50min，得到胶体溶液C；

4)将所述胶体溶液C冷却，然后，离心洗涤，干燥，得到Al³⁺掺杂的六方相NaYF4:Yb,Er上转换材料。

可选地，所述步骤1)中所述Na、Y、Yb、Er、Al的三氟乙酸盐溶液的摩尔比为(1～2)∶(0.78-x)∶0.2∶0.02∶x，其中，x为0.10～0.15。

可选地，所述步骤2)中所述蒸干的蒸干温度为60～100℃。

可选地，所述步骤2)中所述油酸和所述十八烯的体积比为(3～6)∶(6～12)。