[发明专利]一种适用于近红外激发的碳点基室温磷光复合材料及其制备方法、应用和使用方法

说明书

本发明涉及新材料技术领域，特别是涉及一种适用于近红外激发的碳点基室温磷光复合材料及其制备方法、应用和使用方法，该碳点基室温磷光复合材料由NaYF₄:Yb,Tm稀土上转换材料和碳点基室温磷光材料组成，该碳点基室温磷光复合材料在近红外激发下能发射出明亮余辉，该碳点基室温磷光复合材料在制造防伪产品、传感产品、信息加密产品、光电器件产品或生物成像产品中具有应用。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，特别是涉及一种适用于近红外激发的碳点基室温磷光复合材料及其制备方法、应用和使用方法。

背景技术

室温磷光材料是在室温条件下吸收能量并在辐射停止后仍具有肉眼可见余辉的一类长寿命发光材料。这种长寿命发光能够消除背景荧光和光散射干扰，因此在防伪、传感、信息加密、光电器件、生物成像等领域中，室温磷光材料比荧光材料具有不可替代的优势。

近年来，室温磷光现象不断地在碳点中被发现。碳点基室温磷光材料（Carbondots-based RTP materials，CDPMs）作为一种新型的室温磷光材料，具有余辉性能优异、制备简单、毒性小、稳定性和生物相容性好、结构易于调控等优点。因此，CDPM在实际应用中具有巨大的前景。

随着各种CDPM的出现，人们更多是致力于对其室温磷光特性的调节和优化。当碳点嵌入各种基质中时，磷光发射颜色范围已从蓝色扩展到红色，例如聚合物、氯化钠、硫酸铝、沸石、层状双氢氧化物、二氧化硅、尿素和硼酸。但是，目前的CDPM仍存在不足之处：CDPM激发波长的调节仍然是一个挑战，目前的CDPM只能被紫外（UV）光激发，然而紫外光光能量高、辐射大，单一地依靠紫外光来激发CDPM，无疑是严重限制了CDPM在生产中的应用。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中激发碳点基室温磷光材料余辉的激发波长为紫外光的不足之处而提供一种适用于近红外激发的碳点基室温磷光复合材料，该碳点基室温磷光复合材料在近红外激发下激发出余辉发射。

本发明的目的之二在于提供一种适用于近红外激发的碳点基室温磷光复合材料的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种适用于近红外激发的碳点基室温磷光复合材料的应用。

本发明的目的之四在于提供一种适用于近红外激发的碳点基室温磷光复合材料的使用方法。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：

提供一种适用于近红外激发的碳点基室温磷光复合材料，其由NaYF₄:Yb,Tm稀土上转换材料和碳点基室温磷光材料组成。

上述的NaYF₄:Yb,Tm上转换材料作为能量供体，以激发作为能量受体的各种碳点基室温磷光材料。在近红外连续波激光激发下，经过NaYF₄:Yb,Tm上转换材料到碳点基室温磷光材料的辐射能量传递，在各种碳点基室温磷光材料中实现了多色余辉。

进一步地，所述NaYF₄:Yb,Tm稀土上转换材料与所述碳点基室温磷光材料的重量之比是1:0.5~4。

本发明的一种适用于近红外激发的碳点基室温磷光复合材料有益效果：

（1）本发明的碳点基室温磷光复合材料由NaYF₄:Yb,Tm稀土上转换材料和碳点基室温磷光材料组成，NaYF₄:Yb,Tm稀土上转换材料在近红外光激发下，NaYF₄:Yb,Tm稀土上转换材料吸收近红外并发射出紫外光和蓝光，该紫外光和蓝光通过辐射能量直接传递给碳点基室温磷光材料，碳点基室温磷光材料被紫外光激发产生余辉发射，最终实现了碳点基室温磷光材料在近红外光激发下的多色余辉。