[发明专利]稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料，其化学通式为：NaY_(1‑x)Ln_xF₄@NaAF₄，其中，Ln选自Y、Ho、Er、Tm、Gd、La中的一种或多种，0x≤50mol％，A选自Yb、Y、Ho、Er、Tm、Gd、La中的一种或多种。本发明还提供该稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料的制备方法。本发明的稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料单分散性好，尺寸形貌均一，发光效率高，显示出在光学存储、照明显示、光学防伪和编码等领域潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米发光材料技术领域，特别涉及一种稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料及其制备方法。

背景技术

稀土掺杂上转换纳米颗粒可以将近红外光转换成可见光，具有无背景荧光、低毒性、高光稳定性和较深的光穿透深度等优势，因此在各种生物应用中引起广泛关注。稀土掺杂上转换纳米材料主要有磷酸盐、钒酸盐、氧化物、硫化物及氟化物等。其中，稀土掺杂氟化物纳米发光材料由于具有声子能量小、化学稳定性高的特点，在生物和医学检测方面具有潜在的应用价值。但现有的稀土掺杂氟化钇钠纳米材料的上转换发光效率普遍较低，限制了该类纳米材料的应用。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料，旨在提升稀土掺杂氟化钇钠纳米材料的上转换发光效率。

为实现上述目的，本发明提出一种稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料，其化学通式为：NaY_(1-x)Ln_xF₄@NaAF₄，其中，Ln选自Y、Ho、Er、Tm、Gd、La中的一种或多种，0x≤50mol％，A选自Yb、Y、Ho、Er、Tm、Gd、La中的一种或多种。

可选地，所述稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料为六方相结构，尺寸范围为5～100nm。

可选地，所述稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料为油溶性纳米颗粒，所述稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料为稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料，所述稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料选自以下任意一种或多种纳米颗粒：NaYF₄:5mol％Yb,0.5mol％Er@NaYF₄纳米颗粒、NaYF₄:20mol％Yb,2mol％Er@NaYF₄纳米颗粒、NaYF₄:18mol％,1mol％Tm@NaYF₄纳米颗粒及NaYF₄:20mol％Yb,1mol％Ho@NaYF₄纳米颗粒。

本发明还提供一种稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备稀土掺杂氟化钇钠纳米材料NaY_(1-x)Ln_xF₄，作为内核籽晶，其中，Ln选自Y、Ho、Er、Tm、Gd、La中的一种或多种，0x≤50mol％；

S2、配制金属盐溶液作为壳层前驱体溶液，其中，所述金属盐溶液中的金属选自Na、Y、Yb、Ho、Er、Tm、Gd、La中的一种或多种；

S3、向步骤S2得到的壳层前驱体溶液加入步骤S1得到的内核籽晶；

S4、向步骤S3得到的混合溶液中加入氟化铵的甲醇溶液，反应得到稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料；以及，

S5、以稀土掺杂氟化钇钠核壳结构纳米材料为内核籽晶，重复步骤S2～S4，得到稀土掺杂氟化钇钠多壳层核壳结构纳米材料。

进一步地，所述步骤S2中，所述金属盐溶液为卤化物溶液、醋酸盐溶液和硝酸盐溶液中的任意一种，其中，所述醋酸盐溶液选自醋酸钠溶液、醋酸钇溶液、醋酸镱溶液、醋酸铒溶液、醋酸钬溶液、醋酸铥溶液、醋酸钆溶液以及醋酸镧溶液中的一种或多种。