[发明专利]一种共掺杂红光荧光发光纳米晶材料及其制备方法和应用

说明书

一种共掺杂红光荧光发光纳米晶材料及其制备方法和应用，该纳米晶材料在254nm激发条件下，Eu3+离子的发光强度随着Pb2+离子浓度的增加而不断减弱，在311nm激发条件下，Eu3+离子的发光强度随不随Pb2+离子浓度的增加而改变，两者的比值可以应用于比率型Pb2+离子检测,比率型荧光检测方法不受外界因素的干扰，具有更好的准确性,在254nm激发条件下，Eu3+离子的发光强度随着Pb2+离子浓度的增加而持续减弱，在311nm激发条件下，Eu3+离子的发光强度随不随Pb2+离子浓度的增加而改变，两者的比值可以应用于比率型Pb2+离子检测。

技术领域

本发明属于无机发光材料领域，尤其涉及一种共掺杂红光荧光发光纳米晶材料及其制备方法和应用。

背景技术

铅，是一种重金属，有毒，在所有已知毒性物质中，书上记载最多的是铅。古书上就有记录认为用铅管输送饮用水有危险性。公众接触铅有许多途径。公众主要关心石油产品中含铅问题。颜料含铅，特别是一些老牌号的颜料含铅较高，已经造成许多死亡事件，因此有的国家特别制定了环境标准规定颜料中铅的含量应控制在600PPM之内。

一般饮用水中铅含量的安全界限是100微克/升，而最高可接受水平是50微克/升。后来又进一步规定自来水中可接受的铅最大浓度为50微克/升（0.05毫克/升）。此外，为了研究铅对人体健康的影响，科学家着手检测人体血样的铅浓度，作为是否铅中毒的先期指标。数据表明：如果饮用水接近50微克/升，那么该病人血样的铅浓度约在30微克/升以上。吃奶的婴儿要求应该更为严格，平均血铅浓度要不超过10--15微克/升。

采用荧光探针检测Pb²⁺具有高灵敏度与高分辨率的特性，目前主要研究的探针包含碳量子点、MOF或者有机物体系，这些体系的光学性能不稳定，例如有机物的发光效率会随着照射时间的延长而减弱。

量子点(QuantumDot，QD)，又称为纳米晶或人造原子，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的准零维(quasi-zero-dimensional)的纳米颗粒。通常，量子点在三个维度上的尺寸都在100纳米(nm)以下。由于量子限域效应(quantumconfinementeffect)，量子点中的电子和空穴具有分立能级结构，受激后可以发射荧光。通过控制量子点的形状、结构和尺寸，可以方便地调节其能隙宽度、激子束缚能的大小以及激子的能量蓝移等电子状态。随着量子点尺寸的逐渐减小，量子点的光吸收谱出现蓝移现象。尺寸越小，则谱蓝移现象也越显著，即所谓的量子尺寸效应。由于量子点可吸收所有高于其带隙能量的光子，而发射的光波长(即颜色)具有尺寸依赖性，因此可用尺寸不同的同类量子点形成发光波长(即颜色)不同的一系列标记物。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本申请的一个目的是提供一种共掺杂红光荧光发光纳米晶材料，该纳米晶材料在254nm激发条件下，Eu3+离子的发光强度随着Pb2+离子浓度的增加而不断减弱，在311nm激发条件下，Eu3+离子的发光强度随不随Pb2+离子浓度的增加而改变，两者的比值可以应用于比率型Pb2+离子检测。值得一提的是，比率型荧光检测方法不受外界因素的干扰，比如激发光源功率的波动，探针浓度以及环境温度或湿度等，具有更好的准确性。

为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：

一种共掺杂红光荧光发光纳米晶材料，该纳米晶材料具有以下的结构式：10Ca/6Eu:Bi₂O₂S。

另一方面，本申请提供了一种共掺杂红光荧光发光纳米晶材料的制备方法，该方法包括以下的步骤：

1）将（1-x-y）毫摩尔乙酸铋，x毫摩尔乙酰丙酮铕，y毫摩尔醋酸钙，（4-6）毫升油酸，在室温下加入到50毫升三颈瓶中，升温至100～130℃，并保温1-2小时；其中，x为0.02-0.08，y为0.1-0.2；