[发明专利]一种纳米花形貌的异质多层核-壳结构的稀土纳米材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米花形貌的异质多层核‑壳结构的稀土纳米材料及其制备方法，本发明异质稀土纳米材料结构式为NaErFsubgt;4/subgt;@NaYFsubgt;4/subgt;@NaNdFsubgt;4/subgt;。通过溶剂热法和热注射法将稀土、氟化物和适当的溶剂混合并反应，最终制得具有特殊形貌的稀土多层核壳结构。该结构与常规形貌的上转换纳米粒子相比，具有更强的上转换和下转换发光。本发明提供了一种新颖的结构设计思路和发光调控策略。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，具体为一种纳米花形貌的异质多层核-壳结构的稀土纳米材料的制备方法，通过此方法制备的异质稀土纳米材料，具有核壳三层结构，此种材料能明显增强上转换和下转换发射。

背景技术

目前，不同掺杂离子、不同纳米结构的稀土纳米材料已经有了大量报道。然而，大多数的研究主要关注相同基质材料的稀土纳米粒子，研究尺寸、相态和形貌控制，以及结构对发光性能的影响。尽管基于异质纳米结构的形貌调控已经有了相关研究，但是形貌对异质纳米结构的发光性能的影响还未见报道。

因此，如何通过异质稀土纳米结构的设计合成，研究形貌对稀土材料上转换和下转化发光性能的影响规律，具有非常重要的理论意义和应用价值，成为急需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种具有纳米花形貌的异质多层核-壳结构的稀土纳米材料及其制备方法，通过对异质纳米晶的三维结构生长的调控，研究了实验条件的精细调控对晶体形貌的影响规律，同时可调节其发光性能。普通的稀土纳米粒子一般是圆形、四边形、六边形或棒状。而通过改变反应条件来控制纳米结构形貌，能进而实现稀土发光纳米材料的发光调控。本发明方法通过一种异质多层核-壳结构的设计合成，研究形貌对稀土材料上转换和下转化发光性能的影响规律。该研究具有非常重要的理论意义和应用价值。

为达到上述目的，本发明采用如下发明构思：

Nd和发光离子会产生严重的交叉驰豫，影响发光。选择Er和Nd的体系，通过异质结构的设计，形貌的控制，合成了NaErF₄@NaYF₄@NaNdF₄异质纳米花结构，该形貌的结构能有效抑制交叉弛豫，实现发光增强。

根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：

一种纳米花形貌的异质多层核-壳结构的稀土纳米材料，其颗粒具有多层核壳的异质结构，其结构式NaErF₄@NaYF₄@NaNdF₄，具有纳米花型核-壳结构形貌。

优选地，一种纳米花形貌的异质多层核-壳结构的稀土纳米材料，其粒径为30-40nm。

一种本发明纳米花形貌的异质多层核-壳结构的稀土纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)稀土盐的前驱体制备：

将铒盐、钇盐、钕盐中的至少一种盐在油酸和十八烯混合溶剂中溶解，进行反应，得到稀土盐的前驱体；

(2)稀土发光核结构材料制备：

将在所述步骤(1)中制备的一种稀土盐的前驱体与钠源和氟源进行混合，得到稀土发光核结构材料反应产物，然后将反应产物经过洗涤，溶解于环己烷中，得到稀土发光核结构材料溶液；

(3)稀土发光核壳结构材料制备：

将在所述步骤(1)中制备的另一种稀土盐的前驱体与钠源和氟源进行混合，得到稀土发光壳结构材料A反应产物，往在所述步骤(2)中制备的稀土发光核结构材料溶液中注入稀土发光壳结构材料A反应产物进行反应，进行壳层包裹，然后将反应产物经过洗涤，溶解于环己烷中，得到稀土发光核-壳结构材料溶液；

(4)稀土发光多层核壳结构材料制备：