[发明专利]用于调制太阳光谱的贵金属-稀土纳米复合体系及其制备方法

权利要求书

1.用于调制太阳光谱的贵金属-稀土纳米复合体系，其特征在于：所述的纳米复合体系的化学组成为Au NRs- NaYF4:Er³⁺。

2.根据权利要求1所述的用于调制太阳光谱的贵金属-稀土纳米复合体系，其特征在于：所述纳米复合体系中，Au NRs的长径比为6，Au NRs掺杂浓度为0.225%。

3.根据权利要求1所述的用于调制太阳光谱的贵金属-稀土纳米复合体系，其特征在于：所述纳米复合体系中，Au NRs的长度为120nm，宽度为20nm。

4.根据权利要求1所述的用于调制太阳光谱的贵金属-稀土纳米复合体系，其特征在于：所述纳米复合体系的有效激发波长为486nm，发射峰位于980nm。

5.如权利要求1至4之一所述的用于调制太阳光谱的贵金属-稀土纳米复合体系的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：

A.制备粉末体系的NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒

①按摩尔计量比称量YCl₃·6H₂O、ErCl₃·6H₂O，并加入油酸和1-十八烯，对混合溶液抽真空并加热，当温度达到130-140 ℃时，维持该温度40-50 min，然后降至室温；

②将NaOH和NH₄F完全溶解在甲醇中，将甲醇溶液逐滴加入步骤①的混合溶液中，搅拌得到乳浊混合液，然后向三颈圆底烧瓶中缓慢通入氩气，同时把乳浊混合液加热到62 ℃使甲醇挥发，当乳浊混合液温度达到110-115 ℃时，以15-18 ℃/min的升温速率加热至300 -320℃并维持1 -1.2h；

③待步骤②的乳浊混合液冷却至室温后，将反应后的溶液进行离心，用无水乙醇将离心后获得的颗粒超声清洗，然后离心，重复清洗样品至少3次，得到NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒；

④将得到的NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒用无水乙醇超声，分散在研钵中，然后干燥；

B.制备Au NRs

(1) 准备生长液：

①向锥形瓶中加入CTAB和油酸钠溶解至水中，搅拌后将混合溶液放置于30-32 ℃恒温干燥箱中静置15-20 min；

②将浓度为4 mM的AgNO₃ 溶液倾斜加入锥形瓶中，并将所得混合溶液放置于30 -32℃恒温干燥箱中静置15-20 min；

③将浓度为1 mM 的HAuCl₄溶液倒入锥形瓶中，所得混合溶液置于搅拌器上搅拌均匀；

(2) 准备种子：

①将浓度为0.5 mM 的HAuCl₄溶液和浓度为0.2 M 的CTAB溶液混合到离心管中；

②将浓度为0.01 M的 NaBH₄用水稀释到1 mL后加入到上述离心管中，剧烈晃荡离心管；

③将所得混合溶液置于30 -32℃恒温干燥箱中静置30-40 min；

(3) 滴加试剂，制备金纳米棒

①生长液搅拌均匀后加入37%wt的HCl，所得混合溶液置于搅拌器上搅拌均匀；

②向锥形瓶中加入浓度为0.064 M的 抗坏血酸，所得混合溶液置于搅拌器上搅拌均匀；

③向锥形瓶中加入种子溶液，所得混合溶液置于搅拌器上搅拌均匀；

(4) 将制备好的溶液置于30 -32℃恒温干燥箱中静置12 h；

C.制备纳米复合体系

将NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒在无水乙醇中超声，待NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒完全溶解，加入AuNRs混合超声，然后将所得混合溶液置于研钵中放入55-65 ℃烘箱干燥，得到Au NRs掺杂NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒，形成Au NRs- NaYF₄:Er³⁺纳米复合体系。

6.根据权利要求5所述的用于调制太阳光谱的贵金属-稀土纳米复合体系的制备方法，其特征在于：其步骤具体如下：

A.制备粉末体系的NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒

①按摩尔计量比称量YCl₃·6H₂O、ErCl₃·6H₂O，并加入12 mL油酸和30 mL 1-十八烯，对混合溶液抽真空并加热，当温度达到130 ℃时，维持该温度40 min，然后自然降至室温；

②称量0.2000 g NaOH和0.2963 g NH₄F，使之完全溶解在20mL的甲醇中，将甲醇溶液逐滴加入步骤①的混合溶液中，在室温下搅拌40 min，得到乳浊混合液，然后向三颈圆底烧瓶中缓慢通入氩气，同时把乳浊混合液加热到62 ℃使甲醇挥发，当乳浊混合液温度达到110℃时，以15 ℃/min的升温速率加热至300 ℃并维持1 h；

③待步骤②的乳浊混合液自然冷却至室温后，将反应后的溶液在转速9200 rpm下离心15 min，用无水乙醇将离心后获得的颗粒超声清洗5 min，然后在转速9200 rpm下离心15min，重复清洗样品三次，得到NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒；

④将得到的2 mmol NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒用无水乙醇超声，分散在研钵中，置于60 ℃干燥箱干燥8 h；

B.制备Au NRs

(1) 准备生长液：

①向锥形瓶中加入7 g的CTAB和1.234 g的油酸钠溶解至250 mL的水中，搅拌20 min后，将混合溶液放置于30 ℃恒温干燥箱中静置15 min；

②将24 ml 浓度为4 mM 的AgNO₃溶液倾斜加入锥形瓶中，并将混合溶液放置于30 ℃恒温干燥箱中静置15 min；

③将250 mL浓度为1 mM 的HAuCl₄ 溶液倒入锥形瓶中，混合溶液以700 rpm的转速置于搅拌器上搅拌90 min；

(2) 准备种子：

①将5 mL浓度为0.5 mM 的HAuCl₄溶液和5 mL 浓度为0.2 M的 CTAB溶液混合到15 mL离心管中；

②将0.6 mL 浓度为0.01 M的 NaBH₄用水稀释到1 mL后加入到上述离心管中，剧烈晃荡离心管；

③将混合溶液置于30 ℃恒温干燥箱中静置30 min；

(3) 滴加试剂，制备金纳米棒:

①生长液搅拌90 min后，加入5.4mL的37%wt 的HCl，所得混合溶液以400 rpm的转速置于搅拌器上缓慢搅拌15 min；

②向锥形瓶中加入1.25 mL浓度为0.064 M的抗坏血酸，所得混合溶液以1500 rpm的转速置于搅拌器上缓慢搅拌30 s；

③向锥形瓶中加入0.4 mL 种子溶液，所得混合溶液以1500 rpm的转速置于搅拌器上缓慢搅拌30 s；

(4) 将制备好的溶液置于30 ℃恒温干燥箱中静置12 h；

C.制备纳米复合体系

将2 mmol的NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒在无水乙醇中超声，超声30 min后，待NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒完全溶解，加入浓度分别为0.075%, 0.150%, 0.225%,0.300%, 0.375%的Au NRs混合超声，超声30 min后，将所得混合溶液置于研钵中放入60 ℃烘箱干燥10 h，得到Au NRs掺杂NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒，形成Au NRs- NaYF₄:Er³⁺纳米复合体系。