[发明专利]一种具有核壳结构稀土掺杂卤氧化镧纳米晶体的合成方法

说明书

本发明公开一种具有核壳结构稀土掺杂卤氧化镧纳米晶体的合成方法，属于稀土发光纳米材料合成技术领域。以卤化稀土盐为原料经过溶剂热反应得到纳米晶裸核，以卤氧化镧为壳前驱体溶液，注射到纳米晶裸核中，在300℃条件下反应15min，然后在280‑295℃条件下反应2‑4h，冷却，洗涤，然后分散于环己烷中，即得具有核壳结构稀土掺杂卤氧化镧纳米晶体。该方法原料易得，成本低，设备要求低，得到的纳米晶体形貌较好，与现有发光材料相比，发光强度明显增强。

技术领域

本发明属于稀土发光纳米材料合成技术领域，具体涉及一种具有核壳结构稀土掺杂卤氧化镧纳米晶体的合成方法。

背景技术

稀土上转换发光材料在防伪、生物成像、激光等领域具有广泛的应用前景。稀土发光材料由掺杂离子和基质材料组成。常见的基质材料通常为氧化物、氟化物等。通常氧化物具有较好的稳定性，但是其声子能量较高(1000cm^-1左右)，因此氧化物作为基质的上转换发光材料发光效率通常较低。卤化物声子能量较小(300cm^-1)，具有较高的发光效率，但是其稳定性较差，易潮解，限制其在实际中的应用。与传统的卤化镧或氧化镧相比，Ln³⁺(镧系元素)掺杂的卤氧化镧结合了氧化镧的高化学/热稳定性和卤化镧低声子能(400cm^-1)的优点，使其有希望成为一个新的发光基质材料，在和防伪领域有着巨大的应用前景。

纳米颗粒具有大的比表面积，颗粒表面的缺陷、官能团、水分子等会降低其上转换发光的强度，即表面猝灭。在纳米颗粒外面包覆一层惰性层(即不掺杂的卤氧化物)，能保护核结构中的发光稀土离子(尤其是位于表面附近的离子)，避免由于表面缺陷以及溶剂或表面配体在胶质分散剂中碰撞失活引起的非辐射跃迁，从而有效的抑制表面猝灭，增强发光强度。

现有技术中制备卤氧化镧的技术包括固相反应法、溶胶凝胶法及溶剂热法等。然而，采用高温固相法制备时，原料混合不均匀，反应温度高，而且产物粒度较大，颗粒形貌不均匀；采用溶胶凝胶法制备出的纳米晶体的发光性能较差；采用溶剂热法制备出的纳米晶体大部分是以三卤乙酸镧作为原料，制备碘氧化镧时需添加四溴丁基碘化铵，其方法制备出的碘氧化镧相不够纯，有其他杂质，而添加异丙醇镧，由于其昂贵的价格造成不能大范围制备。

目前关于核壳型卤氧化镧纳米颗粒的制备尚未有报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有核壳结构稀土掺杂卤氧化镧纳米晶体的合成方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种具有核壳结构稀土掺杂卤氧化镧纳米晶体的合成方法，以卤化稀土盐为原料经过溶剂热反应得到纳米晶裸核，以卤氧化镧为壳前驱体溶液，注射到纳米晶裸核中，在300℃条件下反应15min，然后在280-295℃条件下反应2-4h，冷却，用环己烷离心洗涤3次，用乙醇离心洗涤3次，然后分散于环己烷中，即得具有核壳结构稀土掺杂卤氧化镧纳米晶体。

进一步地，所述卤化稀土盐包括卤化镧、卤化镱或卤化铒。

进一步地，所述卤化稀土盐的合成方法：将稀土氧化物与卤酸盐以摩尔比1：(3-5)混合，加入去离子水，加热去除多余的卤酸，即得到卤化稀土盐。加热温度为60-100℃。

进一步地，纳米晶裸核的合成方法为：在卤化稀土盐中依次加入油酸和油胺(体积比为(1-2.5)：(13-16))，加热搅拌，直至溶液变色，然后对反应体系进行抽真空10-20min，除掉多余的氧气和水分；

通入氩气，在300℃条件下反应45-90min，冷却至室温，然后用环己烷离心洗涤3次，乙醇洗涤3次，即得到纳米晶裸核。