[发明专利]基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法、编码方法

权利要求书

1.一种基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、配制含稀土元素的金属氟化物前驱体溶胶；

S2、将介孔氧化硅颗粒加入到前驱体溶胶中搅拌，使前驱体溶胶通过毛细管效应进入介孔氧化硅颗粒的孔道；

S3、第一次低速离心，去除上清液；

S4、加入去离子水洗去介孔氧化硅颗粒表面的前驱体溶胶；

S5、第二次低速离心，收集介孔氧化硅颗粒；

S6、对介孔氧化硅颗粒进行干燥处理，使前驱体溶胶在介孔氧化硅颗粒的孔道内形成含稀土元素的金属氟化物干凝胶；

S7、烧结，得到上转换发光的介孔氧化硅复合纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤S1中配制含稀土元素的金属氟化物前驱体溶胶的方法为，以三氟乙酸为氟源，以水为介质，加入原料金属盐和稀土盐，在室温下搅拌混匀；所述原料金属盐和稀土盐同为醇盐，或同为乙酸盐；所述原料金属盐中的阳离子选自Mg²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺、Ba²⁺、La³⁺或Ce³⁺中的至少一种；所述稀土盐中的阳离子包括敏化剂离子和激活剂离子，所述敏化剂离子为Yb³⁺，所述激活剂离子为Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺、Nd³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Sm³⁺、Pr³⁺中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，所述原料金属盐选自二价金属盐中的一种，投料量按物质的量计时，二价金属离子：敏化剂离子：激活剂离子=100: 10-60: 0.1-5。

4.根据权利要求1所述的基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于S2中需要将反应体系置于35℃-50℃环境中恒温，缓慢搅拌12小时以上。

5.根据权利要求1所述的基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，在步骤S3和S4之间，去除上清液后还存在一步骤：

S31、重新加入少量前驱体溶胶，然后低速涡旋震荡使贴壁颗粒重新分散，室温静置半小时以上；

所述少量前驱体溶胶的用量为每毫克介孔氧化硅2微升。

6.根据权利要求1所述的基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，S3中第一次低速离心和S5中第二次低速离心的时间为2-3分钟，转速在8000 rpm以下。

7.根据权利要求1所述的基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，S6中烘箱温度为60-90℃，干燥时间4小时以上。

8.根据权利要求1所述的基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，S7中烧结温度为500-800℃, 处理时间1-3 小时。

9.根据权利要求1所述的基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的制备方法，其特征在于，所述介孔氧化硅颗粒具有放射状孔结构，粒径范围为60nm - 1μm，孔径范围为6-50nm。

10.一种基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒的编码方法，其特征在于，从以下三种方式中至少选择一种来处理待加工介孔氧化硅颗粒，以制备不同的基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒，不同之处在于经处理后介孔氧化硅颗粒孔道中的上转换发光纳米晶所含稀土元素的种类或含量存在差异：

方式一、按照如权利要求1-9任一所述的方法制备基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒，其中，在步骤S1时，分别配制多组含稀土元素的金属氟化物前驱体溶胶，异组前驱体溶胶所含稀土元素的种类不同，或种类组合不同，或浓度不同；待加工介孔氧化硅颗粒分配到不同组的前驱体溶胶，分别进行步骤S2-S7；

方式二、按照如权利要求1-9任一所述的方法制备基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒，其中，在步骤S1之后，待加工介孔氧化硅颗粒以不同的轮回次数反复进行步骤S2-S7；

方式三、将待加工介孔氧化硅分组，按照如权利要求1-9任一所述的方法制备基于介孔氧化硅的上转换发光编码纳米复合颗粒，并反复进行步骤S1-S7，每轮的步骤S1中所用前驱体溶胶与上一轮步骤S1中所用的前驱体溶胶相比，所含稀土元素的种类不同；所有待加工介孔氧化硅颗粒至少参与一轮处理，个别组别待加工介孔氧化硅颗粒各自缺席某一轮或某几轮处理。