加入NH4F和NaOH的甲醇溶液，经300 °C?320 °C升温反应，得到发光核。
[0040]按照本发明，将上述得到的纳米核结构降温后加入惰性壳原料，经300°C?320°C升温反应，在核结构外形成惰性壳，得到高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料。所述的惰性壳结构优选为NaYF4、NaGdF4S NaLuF 4。
[0041]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述。
[0042]实施例1:NaErF4_aYF4
[0043](1)发光核NaErF4前驱物的制备:
[0044]在三颈烧瓶中将0.382克ErCl3溶解于6ml油酸和15ml十八稀，在氩气保护状态下，除氧30分钟，逐步升温至150°C搅拌30分钟，得到前驱物溶液；
[0045](2)待⑴中的前驱物溶液降到室温时，加入5ml含有0.148克NH4F和0.1克NaOH的甲醇溶液，逐步升温至80°C搅拌30分钟，除甲醇，再逐步升温到320°C，升温速率约为10°C /分，搅拌并保持反应90分钟，形成NaErF4发光核；
[0046](3)离心分离，并用丙酮，乙醇超声洗涤，将(2)中的NaErF4发光核分散于4ml环己烷中，得到含有上转换纳米粒子核的环己烷溶液；
[0047](4)同质核壳的制备:
[0048]在三颈烧瓶中将0.227克YC13溶解于6ml油酸和15ml十八稀，在氩气保护状态下，除氧30分钟，逐步升温至150°C搅拌30分钟；
[0049](5)向(4)中加入5ml含有0.111克NH/和 0.075克NaOH的甲醇溶液，逐步升温至80°C搅拌30分钟，除甲醇；再加入1ml (3)得到的含有上转换纳米粒子核的环己烷溶液，逐步升温至90°C搅拌30分钟，除环己烷，再逐步升温到320°C，升温速率约为10°C /分，搅拌并保持反应60分钟，得到高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料NaErF4/NaYF4。
[0050](6)离心分离，并用丙酮，乙醇超声洗涤，得产物分散于4ml环己烷中。
[0051]将实施例1得到的产物在980nm激发下进行测试，所得产物上转换发光效率为1.
[0052]图3为本发明实施例1所制得的核原料上转换荧光材料纳米晶的扫描电镜图，平均粒径为20纳米，图4为本发明实施例1制备得到的高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料的扫描电镜图，平均粒径为25纳米。
[0053]图7为本发明实施例1得到的高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料NaErF4iNaYF4在?980nm波段与传统共掺纳米粒子NaYF4:20 % Yb, 2 % EriNaYF4的吸收强度对比图。从图7可以看出，在100% Er高掺情况下，样品在980nm附近的吸收强度并不低于共掺结构(20% Yb,2% Er) ο
[0054]图8为现有技术制备的NaErF4纳米粒子荧光光谱(a)和本发明实施例1得到的高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料的光谱图(b)，从图8可以看出，现有技术的纳米粒子材料，发光中心Er离子的浓度至多能到10 %，而本发明的纳米材料其发光中心Er离子浓度可达100%。
[0055]图9为本发明实施例1的高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料NaErF4@NaYF4*别在800nm(a)，980nm(b)，1530nm(c)激发下，其发光强度与现有技术所制备的上转换核壳纳米结构的对比图，从图上可以看出，NaErF4@NaYFdS壳纳米结构在各个波长激发下，不仅具有近单色(红色)发光的优点，且其发光强度都不弱于(甚至明显强于)现有报道的各类共掺，或低单掺的核壳纳米结构。
[0056]实施例2:NaGdF4:80% EriNaGdF4
[0057](1)发光核NaGdF4:80% Er前驱物的制备:
[0058]在三颈烧瓶中将0.0607克GdCl3，0.304克ErCl3溶解于6ml油酸和15ml十八稀，在氩气保护状态下，除氧30分钟，逐步升温至150°C搅拌30分钟，得到前驱物溶液；
[0059](2)待⑴中的前驱物溶液降到室温时，加入5ml含有0.148克NH4F和0.1克NaOH的甲醇溶液，逐步升温至80°C搅拌30分钟，除甲醇。再逐步升温到320°C，升温速率约为10°C /分，搅拌并保持反应90分钟，形成NaGdF4:80% Er发光核；
[0060](3)离心分离，并用丙酮，乙醇超声洗涤，将⑵得到的NaGdF4:80% Er发光核分散于4ml环己烷中，得到含有上转换纳米粒子核的环己烷溶液；
[0061](4)同质核壳的制备:
[0062]在三颈烧瓶中将0.227克GdCl3溶解于6ml油酸和15ml十八稀，在氩气保护状态下，除氧30分钟，逐步升温至150°C搅拌30分钟；
[0063](5)向(4)中加入5ml含有0.111克NH/和 0.075克NaOH的甲醇溶液，逐步升温至80°C搅拌30分钟，除甲醇；再加入1ml (3)得到的含有上转换纳米粒子核的环己烷溶液，逐步升温至90°C搅拌30分钟，除环己烷。再逐步升温到320°C，升温速率约为10°C /分，搅拌并保持反应60分钟，得到高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料NaGdF4:80% EriNaGdF4o
[0064](6)离心分离，并用丙酮，乙醇超声洗涤，得产物分散于4ml环己烷中。
[0065]将实施例2得到的产物在980nm激发下进行测试，所得产物上转换发光效率为
1.
[0066]图1为现有技术制备的多谱带激发上转换荧光材料纳米晶的结构示意图。图2为本发明实施例2制备得到的高掺杂多谱带激发上转换荧光材料纳米晶的结构示意图。图5为本发明实施例2制备得到的高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料的扫描电镜图，平均粒径为25纳米。
[0067]实施例3:NaYF4:60% Er觀aYF4
[0068](1)发光核NaYF4:60% Er前驱物的制备:
[0069]在三颈烧瓶中将0.1214克YC13，0.228克ErCl3溶解于6ml油酸和15ml十八稀，在氩气保护状态下，除氧30分钟，逐步升温至150°C搅拌30分钟，得到前驱物溶液；
[0070](2)待⑴中的前驱物溶液降到室温时，加入5ml含有0.148克NH4F和0.1克NaOH的甲醇溶液，逐步升温至80°C搅拌30分钟，除甲醇。再逐步升温到320°C，升温速率约为10°C /分，搅拌并保持反应90分钟，形成NaYF4:60% Er4&光核。
[0071](3)离心分离，并用丙酮，乙醇超声洗涤，将⑵得到的NaYF4:60% Er4发光核分散于4ml环己烷中，得到含有上转换纳米粒子核的环己烷溶液；
[0072](4)同质核壳的制备:
[0073]在三颈烧瓶中将0.227克YC13溶解于6ml油酸和15ml十八稀，在氩气保护状态下，除氧30分钟，逐步升温至150°C搅拌30分钟；
[0074](5)向⑷中加入5ml含有0.111克NH4F和0.075克NaOH的甲醇溶液，逐步升温至80°C搅拌30分钟，除甲醇；再加入(3)得到的1ml含有上转换纳米粒子核的环己烷溶液，逐步升温至90°C搅拌30分钟，除环己烷，再逐步升温到320°C，升温速率约为10°C /分，搅拌并保持反应60分钟，得到高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料NaYF4:60% EriNaYF4o
[0075](6)离心分离，并用丙酮，乙醇超声洗涤，得产物分散于4ml环己烷中。
[0076]将实施例3得到的产物在980nm激发下进行测试，所得产物上转换发光效率为
0.
[0077]图6为本发明实施例3制备得到的高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料的扫描电镜图，平均粒径为25纳米。
【主权项】
1.一种高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料，其特征在于，该材料以NaYF 4、NaGdF4S NaLuF 4为基质，掺杂稀土发光中心离子，具有纳米晶微观形态，在纳米核结构外包覆惰性壳结构；所述稀土发光中心离子为Er3+，掺杂浓度为20% -100%。2.根据权利要求1所述的一种高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料，其特征在于，所述的掺杂浓度为100%。3.根据权利要求1所述的一种高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料，其特征在于，所述的惰性壳结构为NaYF4、NaGdF4S NaLuF 4。4.根据权利要求1所述的一种高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料的制备方法，其特征在于，包括: 步骤一:制备稀土发光中心离子为Er离子的NaErF4纳米核结构；所述的Er离子的掺杂浓度为20% -100% ； 步骤二:将步骤一得到的纳米核结构加入惰性壳反应，在核结构外形成惰性壳，得到高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料。5.根据权利要求4所述的一种高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤一制备稀土发光中心离子为Er离子的NaErFjft米核结构的方法为氯化物-油酸前驱物法。6.根据权利要求4所述的一种高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤二的反应温度为300°C?320°C。
【专利摘要】本发明提供一种高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料及其制备方法，属于发光材料结构设计及其制备技术领域。解决现有的上转换荧光材料中的稀土发光中心离子掺杂浓度低且发光效率低的问题。该材料以NaYF4、NaGdF4或NaLuF4为基质，掺杂稀土发光中心离子，具有纳米晶微观形态，在纳米核结构外包覆惰性壳结构；所述稀土发光中心离子为Er3+，掺杂浓度为20％-100％。本发明还提供一种高掺杂多谱带激发稀土上转换荧光纳米材料的制备方法。本发明的纳米材料可以在800nm、980nm、1530nm三个激发波长下实现近单色上转换发光，Er3+单掺的最佳掺杂浓度提高至100％。
【IPC分类】C09K11/85
【公开号】CN105419801
【申请号】CN201510967964
【发明人】涂浪平, 佐婧, 刘晓敏, 孔祥贵, 张友林, 常钰磊, 薛彬
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月22日