[发明专利]一种可调控Ho离子正交发光特性的纳米材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可调控Ho离子正交发光特性的纳米材料，其特征在于，其是由Yb、Ho、Ce和Nd共掺杂形成的核壳结构上转换纳米颗粒UCNPs，其化学表达式为NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF4:Yb@NaNdF₄:Yb；该上转换纳米颗粒UCNPs由内向外包括：发光中心内核、包覆在该内核外表面的第一壳层结构、包覆在第一壳层结构外表面的第二壳层结构；该上转换纳米颗粒UCNPs在近红外光980nm激发下发出650波长主导的红光，在近红外光808nm激发下发出540波长主导的绿光；

所述的NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF4:Yb@NaNdF₄:Yb纳米颗粒UCNPs，其发光中心内核的尺寸为30～40nm，其化学表达式为：NaYF4:x%Yb/y%Ho/z%Ce，其中，x的取值为10～30；y的取值为1～2％，z的取值为10～30；

所述的NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF4:Yb@NaNdF₄:Yb纳米颗粒UCNPs，其第一壳层结构为惰性隔离层，其尺寸为40～50nm，其化学表达式为：NaYF₄:x%Yb，x的取值为10～50；

所述的NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF4:Yb@NaNdF₄:Yb纳米颗粒UCNPs，其第二壳层结构为808nm激光能量吸收层，尺寸为50～65nm，其化学表达式为：Na(x%Nd)F₄:Yb，x的取值为50～90。

2.根据权利要求1所述的可调控Ho离子正交发光特性的纳米材料，其特征在于，所述的NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF4:Yb@NaNdF₄:Yb纳米颗粒UCNPs，随着其包含的Ce离子掺杂量的增加而发生在980nm激发下Ho离子从绿色发光逐渐转变到红色发光，而在808nm激发下则导致绿色发光强度的逐渐增加。

3.一种制备权利要求1-2任一项所述可调控Ho离子正交发光特性的纳米材料的方法，其特征在于，其包括如下步骤：首先通过引入多种Ce离子掺杂比例制备出NaYF₄:Yb/Ho/Ce绿光到红色转变发射的发光内核，然后在该发光内核的表面上诱导晶体外延生长NaYF₄:10%Yb壳层，以增强红光发射强度，降低表面淬灭影响，形成核壳结构；再使NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF₄:Yb纳米晶体进一步生长出808nm激光能量吸收层NaNdF₄:10%Yb第二壳层，最后形成Yb、Ho、Ce和Nd共掺杂的NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF4:Yb@NaNdF₄:Yb核壳上转换纳米颗粒UCNPs。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，其包括如下具体步骤：

(1)NaYF₄:Yb/Ho/Ce核层的制备

称取油酸、1-十八烯、氟化钠、稀土盐醋酸钇 、醋酸镱、醋酸钬，醋酸铈加入到三口烧瓶A中，磁力搅拌抽真空除水和氧气后，在氩气保护下以升温至300℃，反应1h；

(2)NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF₄:Yb核壳层的制备

称取油酸、1-十八烯、稀土盐醋酸钇、醋酸镱加入到三口烧瓶B中，磁力搅拌在氩气保护下升温至150℃，并在步骤a反应结束后，注入到三口烧瓶A中，保持300℃并继续反应1h；

(3)NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF₄:Yb@NaNdF₄:Yb核壳壳层的制备

称取油酸、1-十八烯、稀土盐醋酸钕、醋酸镱加入到三口烧瓶C中，磁力搅拌在氩气保护下升温至150℃，并在步骤b反应结束后，注入到三口烧瓶A中，保持300℃并继续反应1.5h，制得Yb、Ho、Ce和Nd共掺杂的NaYF₄:Yb/Ho/Ce@NaYF4:Yb@NaNdF₄:Yb核壳上转换纳米颗粒UCNPs。