CN107739603B - 一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备方法 - Google Patents

一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107739603B
CN107739603B CN201710993219.XA CN201710993219A CN107739603B CN 107739603 B CN107739603 B CN 107739603B CN 201710993219 A CN201710993219 A CN 201710993219A CN 107739603 B CN107739603 B CN 107739603B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating
acetate
nayf
rare earth
naerf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710993219.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107739603A (zh
Inventor
梅青松
陈健
张翠兰
凌枭
张勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN201710993219.XA priority Critical patent/CN107739603B/zh
Publication of CN107739603A publication Critical patent/CN107739603A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107739603B publication Critical patent/CN107739603B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7772—Halogenides
    • C09K11/7773—Halogenides with alkali or alkaline earth metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备方法，其在980nm激光激发下发射出红色荧光，在800nm激光激发下发射出绿色荧光；该纳米颗粒为4层壳核结构，从内向外依次为激活剂层、能量传递剂层、敏化剂层和钝化剂层，化学表达式为：NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4。本发明通过对稀土上转换纳米颗粒核壳结构中不同离子掺杂浓度的调节，实现了随着激发光波长的改变稀土上转换纳米颗粒发射出不同颜色的荧光；本发明所制备的稀土上转换纳米颗粒具有制备简单、原料易得、光学性能优异等特点，具有广泛的应用前景。

Description

一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备 方法
技术领域
本发明涉及纳米颗粒领域，具体涉及一种稀土上转换纳米颗粒的制备方法，其纳米颗粒在可调控的激发光激发下可以发射出红绿色光。
背景技术
稀土上转换纳米颗粒(UCNPs)是一类吸收长波长低能量光子、发射短波长高能量光子的新型荧光探针材料，具有许多独特的优点，如优异的光学稳定性、高化学稳定性、低毒性，另外在近红外光激发下具有组织穿透能力深、对生物组织无损伤、近乎零背景荧光干扰、成像灵敏度高等诸多优点，在生物医学中有着广泛的应用前景。Zhao Yuliang等人应用水热法制备的上转换纳米颗粒，通过调节纳米颗粒中锰离子的掺杂量来实现980nm激光激发下发射660nm的单色红光；Liu Xiaogang等人应用KMnF3作为纳米基质材料，通过改变激活剂的种类，制备了在980nm激光激发下发射660nm的单色红光以及800nm的近红外单色光；Wang Feng等人应用高温油相法制备的上转换纳米颗粒，通过调节激活剂的含量以及在铥离子的作用下实现了980nm激光激发，纳米颗粒发射出660nm的单色红光；Lee Ki-Bum等人制备的上转换纳米颗粒，通过建立一个能量传递阻碍层，使得上转换纳米颗粒在980nm激光下发射波长主要在545nm的绿色荧光，在800nm激光激发下发射波长主要在365nm的蓝色荧光。然而，目前并没有任何的文献报道过在不同激光激发下发射红色和绿色荧光的稀土上转换纳米颗粒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备方法，所要解决的技术问题在于通过优化激活剂层铒离子、铥离子和镱离子掺杂浓度，优化能量传递层镱离子掺杂浓度，同时优化敏化剂层镱离子和钕离子掺杂浓度，从而实现纳米颗粒激发光调控的红绿色发光。
为实现发明目的，本发明采用如下技术方案：
本发明激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒，其特点在于：在980nm激光激发下，所述稀土上转换纳米颗粒发射出波段主要在660nm的红色荧光；在800nm激光激发下，所述稀土上转换纳米颗粒发射出波段主要在545nm的绿色荧光。
具体的，所述稀土上转换纳米颗粒为4层壳核结构，从内向外依次为激活剂层、能量传递剂层、敏化剂层和钝化剂层，其化学表达式为：NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4，其中“@”为包覆的意思，即是以Yb和Tm共掺杂的NaErF4纳米颗粒内核NaErF4:Yb,Tm为激活剂层，在所述内核外依次包覆有作为能量传递剂层的Yb掺杂的NaYF4第一壳层NaYF4:Yb、作为敏化剂层的Yb掺杂的NaNdF4第二壳层NaNdF4:Yb、及作为钝化剂层的NaYF4第三壳层NaYF4。
优选的：在所述激活剂层中，Er3+、Tm3+、Yb3+的摩尔百分比为40％-60％：0％-2％：39.5％-59.5％；在所述能量传递剂层Y3+与Yb3+的摩尔百分比为0％-90％：10％-100％；在所述敏化剂层中，Nd3+与Yb3+的摩尔百分比为10％-100％：0％-90％。
本发明公开的“核-壳-壳-壳”结构的稀土上转换纳米颗粒，其中该上转换纳米颗粒最外层为钝化剂层NaYF4，最外层往内的第二层为敏化剂层且含有Nd3+，除了钝化剂层外其他各层都含有Yb3+。这种特殊的Nd-敏化的上转换纳米颗粒在800nm近红外光波段有很大的吸光系数，可以吸收该波段的光。且该稀土上转换纳米颗粒的激活剂层含有少量的Tm3+和大量的Er3+，Er3+既可以作为激活剂又可以作为敏化剂，其在980nm近红外光波段具有一定的吸光系数，少量的Tm3+可以起到过度能级的作用，该纳米颗粒在980nm激光激发时可以发射出红光荧光。
本发明所述的稀土上转换纳米颗粒的制备方法，是通过晶种法或者高温热解包覆法制得。
具体的，通过晶种法制备所述的稀土上转换纳米颗粒的步骤为：
(1)将醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱共1mmol，与630mg氟化钠、10mL油酸、10mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶A中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至300℃，保温反应1h；
其中，醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱的摩尔百分比为40％-60％：0％-2％：39.5％-59.5％；
(2)将醋酸钇和醋酸镱共1mmol，与4mL油酸和4mL十八烯加入到50mL的三口烧瓶B中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至200℃，并在步骤(1)反应结束后，以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃保温反应40min；
其中，醋酸钇和醋酸镱的摩尔百分比为0％-90％：10％-100％；
(3)将醋酸钕和醋酸镱共1mmol，与4mL油酸和4mL十八烯加入到50mL的三口烧瓶C中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至200℃，并在步骤(2)反应结束后，以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃保温反应40min；
其中醋酸钕和醋酸镱的摩尔百分比为10％-100％：0％-90％；
(4)将0.5mmol醋酸钇、4mL油酸和4mL十八烯加入到50mL的三口烧瓶D中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至200℃，并在步骤(3)反应结束后，以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃保温反应40min；
反应结束后，冷却至室温，然后加乙醇离心分离，即获得目标产物稀土上转换纳米颗粒。
步骤(2)完成后，可将三口烧瓶B清洗并作为三口烧瓶C使用，在步骤(3)完成后，还可将其再次清洗作为三口烧瓶D使用。
具体的，通过高温热解包覆法制备所述的稀土上转换纳米颗粒的步骤为：
(1)制备NaErF4:Yb,Tm：
将醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱共1mmol，与6mL油酸、14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，将含有0.1g NaOH和0.148g NH4F的甲醇溶液加入到三口烧瓶中，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，得NaErF4:Yb,Tm纳米颗粒，分散在环己烷溶液中；
其中，醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱的摩尔百分比为40％-60％：0％-2％：39.5％-59.5％；
(2)制备NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb：
将醋酸钇和醋酸镱共1mmol，与6mL油酸、14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，加入步骤(1)所得的NaErF4:Yb,Tm纳米颗粒的环己烷溶液和含有0.1g NaOH和0.148g NH4F的甲醇溶液，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，得NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb核壳纳米颗粒，分散在环己烷溶液中；
其中，醋酸钇和醋酸镱的摩尔百分比为0％-90％：10％-100％；
(3)制备NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb：
将醋酸钕和醋酸镱共1mmol，与6mL油酸和14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，加入步骤(2)所得的NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb核壳纳米颗粒的环己烷溶液和含有0.1g NaOH和0.148g NH4F的甲醇溶液，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，得NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb核壳纳米颗粒，分散在环己烷溶液中；
其中醋酸钕和醋酸镱的摩尔百分比为10％-100％：0％-90％；
(4)制备NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4：
将0.5mmol醋酸钇、6mL油酸和14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，加入步骤(3)所得的NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb核壳纳米颗粒的环己烷溶液和含有0.05g NaOH和0.074g NH4F的甲醇溶液，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，即得目标产物NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4核壳纳米颗粒，分散在环己烷溶液中保存。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明通过对稀土上转换纳米颗粒核壳结构中不同离子掺杂浓度的调节，实现了随着激发光波长的改变稀土上转换纳米颗粒发射出不同颜色的荧光；本发明所制备的稀土上转换纳米颗粒具有制备简单、原料易得、光学性能优异等特点，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为实施例1所得稀土上转换纳米颗粒在980nm激光激发下的荧光图谱；
图2为实施例1所得稀土上转换纳米颗粒在800nm激光激发下的荧光图谱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，下述实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例的稀土上转换纳米颗粒为4层壳核结构，从内向外依次为激活剂层、能量传递剂层、敏化剂层和钝化剂层，其化学表达式为：NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4，即是以Yb和Tm共掺杂的NaErF4纳米颗粒内核NaErF4:Yb,Tm为激活剂层，在内核外依次包覆有作为能量传递剂层的Yb掺杂的NaYF4第一壳层NaYF4:Yb、作为敏化剂层的Yb掺杂的NaNdF4第二壳层NaNdF4:Yb、及作为钝化剂层的NaYF4第三壳层NaYF4。
其中：在激活剂层中，Er3+、Tm3+、Yb3+的摩尔百分比为50％：0.5％：49.5％；在能量传递剂层Y 3+与Yb3+的摩尔百分比为90％：10％；在所述敏化剂层中，Nd3+与Yb3+的摩尔百分比为90％：10％。
本实施例通过晶种法制备上述的稀土上转换纳米颗粒，具体步骤为：
(1)将醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱共1mmol，与630mg氟化钠、10mL油酸、10mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶A中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至300℃，保温反应1h；
其中，醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱的摩尔百分比为50％：0.5％：49.5％；
(2)将0.9毫摩尔的醋酸钇、0.1毫摩尔的醋酸镱，与4mL油酸和4mL十八烯加入到50mL的三口烧瓶B中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至200℃，并在步骤(1)反应结束后，以1mL/min的速度将其注入到三口烧瓶A中，300℃保温反应40min；
(3)将0.9毫摩尔的醋酸钕、0.1毫摩尔的醋酸镱，与4mL油酸和4mL十八烯加入到50mL的三口烧瓶C中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至200℃，并在步骤(2)反应结束后，以1mL/min的速度将其注入到三口烧瓶A中，300℃保温反应40min；
(4)将0.5mmol醋酸钇、4mL油酸和4mL十八烯加入到50mL的三口烧瓶D中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至200℃，并在步骤(3)反应结束后，以1mL/min的速度将其注入到三口烧瓶A中，300℃保温反应40min；
反应结束后，冷却至室温，然后加乙醇离心分离，即获得目标产物稀土上转换纳米颗粒。
图1为本实施例所得稀土上转换纳米颗粒在980nm激光激发下的荧光图谱，图2为其在800nm激光激发下的荧光图谱，从图中可以看出其在980nm激光激发下发射出波段主要在660nm的红色荧光，在800nm激光激发下发射出波段主要在545nm的绿色荧光。
实施例2
本实施例的稀土上转换纳米颗粒为4层壳核结构，从内向外依次为激活剂层、能量传递剂层、敏化剂层和钝化剂层，其化学表达式为：NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4，即是以Yb和Tm共掺杂的NaErF4纳米颗粒内核NaErF4:Yb,Tm为激活剂层，在内核外依次包覆有作为能量传递剂层的Yb掺杂的NaYF4第一壳层NaYF4:Yb、作为敏化剂层的Yb掺杂的NaNdF4第二壳层NaNdF4:Yb、及作为钝化剂层的NaYF4第三壳层NaYF4。
其中：在激活剂层中，Er3+、Tm3+、Yb3+的摩尔百分比为50％：0.5％：49.5％；在能量传递剂层Y 3+与Yb3+的摩尔百分比为90％：10％；在所述敏化剂层中，Nd3+与Yb3+的摩尔百分比为90％：10％。
本实施例通过高温热解包覆法制备上述的稀土上转换纳米颗粒，具体步骤为：
(1)制备NaErF4:Yb,Tm：
将醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱共1mmol，与6mL油酸、14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，将含有0.1g NaOH和0.148g NH4F的甲醇溶液加入到三口烧瓶中，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，得NaErF4:Yb,Tm纳米颗粒，分散在环己烷溶液中；
其中，醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱的摩尔百分比为40％-60％：0％-2％：39.5％-59.5％；
(2)制备NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb：
将0.9毫摩尔的醋酸钇、0.1毫摩尔的醋酸镱，与6mL油酸、14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，加入步骤(1)所得的NaErF4:Yb,Tm纳米颗粒的环己烷溶液和含有0.1g NaOH和0.148g NH4F的甲醇溶液，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，得NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb核壳纳米颗粒，分散在环己烷溶液中；
其中，醋酸钇和醋酸镱的摩尔百分比为0％-90％：10％-100％；
(3)制备NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb：
将0.9毫摩尔的醋酸钕、0.1毫摩尔的醋酸镱，与6mL油酸和14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，加入步骤(2)所得的NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb核壳纳米颗粒的环己烷溶液和含有0.1g NaOH和0.148g NH4F的甲醇溶液，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，得NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb核壳纳米颗粒，分散在环己烷溶液中；
其中醋酸钕和醋酸镱的摩尔百分比为10％-100％：0％-90％；
(4)制备NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4：
将0.5mmol醋酸钇、6mL油酸和14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，加入步骤(3)所得的NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb核壳纳米颗粒的环己烷溶液和含有0.05g NaOH和0.074g NH4F的甲醇溶液，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，即得目标产物NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4核壳纳米颗粒，分散在环己烷溶液中保存。
经表征，本实施例所得稀土上转换纳米颗粒形貌与实施例1相似，其在980nm激光激发下发射出波段主要在660nm的红色荧光，在800nm激光激发下发射出波段主要在545nm的绿色荧光
以上仅为本发明的示例性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒，其特征在于：在980nm激光激发下，所述稀土上转换纳米颗粒发射出红色荧光；在800nm激光激发下，所述稀土上转换纳米颗粒发射出绿色荧光；
所述稀土上转换纳米颗粒为4层壳核结构，从内向外依次为激活剂层、能量传递剂层、敏化剂层和钝化剂层，其化学表达式为：NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4，即是以Yb和Tm共掺杂的NaErF4纳米颗粒内核NaErF4:Yb,Tm为激活剂层，在所述内核外依次包覆有作为能量传递剂层的Yb掺杂的NaYF4第一壳层NaYF4:Yb、作为敏化剂层的Yb掺杂的NaNdF4第二壳层NaNdF4:Yb、及作为钝化剂层的NaYF4第三壳层NaYF4。
2.根据权利要求1所述的一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒，其特征在于：在所述激活剂层中，Er3+、Tm3+、Yb3+的摩尔百分比为40％-60％：0％-2％：39.5％-59.5％。
3.根据权利要求1所述的一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒，其特征在于：在所述能量传递剂层Y3+与Yb3+的摩尔百分比为0％-90％：10％-100％。
4.根据权利要求1所述的一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒，其特征在于：在所述敏化剂层中，Nd3+与Yb3+的摩尔百分比为10％-100％：0％-90％。
5.一种权利要求1～4中任意一项所述的激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒的制备方法，其特征在于：通过晶种法或者高温热解包覆法制得。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：通过晶种法制备所述的稀土上转换纳米颗粒的步骤为：
(1)将醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱共1mmol，与630mg氟化钠、10mL油酸、10mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶A中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至300℃，保温反应1h；
其中，醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱的摩尔百分比为40％-60％：0％-2％：39.5％-59.5％；
(2)将醋酸钇和醋酸镱共1mmol，与4mL油酸和4mL十八烯加入到50mL的三口烧瓶B中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至200℃，并在步骤(1)反应结束后，以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃保温反应40min；
其中，醋酸钇和醋酸镱的摩尔百分比为0％-90％：10％-100％；
(3)将醋酸钕和醋酸镱共1mmol，与4mL油酸和4mL十八烯加入到50mL的三口烧瓶C中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至200℃，并在步骤(2)反应结束后，以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃保温反应40min；
其中醋酸钕和醋酸镱的摩尔百分比为10％-100％：0％-90％；
(4)将0.5mmol醋酸钇、4mL油酸和4mL十八烯加入到50mL的三口烧瓶D中，磁力搅拌下升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至200℃，并在步骤(3)反应结束后，以1mL/min的速度将其注入到所述三口烧瓶A中，300℃保温反应40min；
反应结束后，冷却至室温，然后加乙醇离心分离，即获得目标产物稀土上转换纳米颗粒。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：通过高温热解包覆法制备所述的稀土上转换纳米颗粒的步骤为：
(1)制备NaErF4:Yb,Tm：
将醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱共1mmol，与6mL油酸、14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，将含有0.1g NaOH和0.148g NH4F的甲醇溶液加入到三口烧瓶中，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，得NaErF4:Yb,Tm纳米颗粒，分散在环己烷溶液中；
其中，醋酸铒、醋酸铥和醋酸镱的摩尔百分比为40％-60％：0％-2％：39.5％-59.5％；
(2)制备NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb：
将醋酸钇和醋酸镱共1mmol，与6mL油酸、14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，加入步骤(1)所得的NaErF4:Yb,Tm纳米颗粒的环己烷溶液和含有0.1g NaOH和0.148g NH4F的甲醇溶液，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，得NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb核壳纳米颗粒，分散在环己烷溶液中；
其中，醋酸钇和醋酸镱的摩尔百分比为0％-90％：10％-100％；
(3)制备NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb：
将醋酸钕和醋酸镱共1mmol，与6mL油酸和14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，加入步骤(2)所得的NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb核壳纳米颗粒的环己烷溶液和含有0.1g NaOH和0.148g NH4F的甲醇溶液，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，得NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb核壳纳米颗粒，分散在环己烷溶液中；
其中醋酸钕和醋酸镱的摩尔百分比为10％-100％：0％-90％；
(4)制备NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4：
将0.5mmol醋酸钇、6mL油酸和14mL十八烯加入到100mL的三口烧瓶中，磁力搅拌下，升温至110℃，然后抽真空10min以除去水和氧气；除尽后通N2，升温至150℃，保温反应30min；随后冷却至室温，加入步骤(3)所得的NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb核壳纳米颗粒的环己烷溶液和含有0.05g NaOH和0.074g NH4F的甲醇溶液，升温至50℃，搅拌30min，然后再升温至110℃，抽真空以除去甲醇、环己烷和氧气；除尽后通N2，并在N2的保护下以5-10℃/min的恒定速度升温至300℃，反应60min；反应结束后冷却至室温，加入适当的乙醇离心，即得目标产物NaErF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4核壳纳米颗粒，分散在环己烷溶液中保存。
CN201710993219.XA 2017-10-23 2017-10-23 一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备方法 Active CN107739603B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710993219.XA CN107739603B (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710993219.XA CN107739603B (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107739603A CN107739603A (zh) 2018-02-27
CN107739603B true CN107739603B (zh) 2020-04-14

Family

ID=61236842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710993219.XA Active CN107739603B (zh) 2017-10-23 2017-10-23 一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107739603B (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108441220B (zh) * 2018-04-24 2020-10-16 合肥亨纳生物科技有限公司 晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒及制备方法
CN108384547B (zh) * 2018-04-25 2020-05-19 华中科技大学 一种单掺杂-富集核壳结构上转换发光材料及其制备方法
CN109097050B (zh) * 2018-09-05 2021-03-26 中国计量大学 荧光防伪标签材料及其制备方法和应用
CN108822852B (zh) * 2018-09-05 2021-03-26 中国计量大学 一种防伪标签材料及其制备方法和应用
CN109097049B (zh) * 2018-09-05 2021-03-26 中国计量大学 防伪标签材料及其制备方法和应用
CN110423615B (zh) * 2019-07-05 2022-05-20 哈尔滨工程大学 一种具备三基色发光的单颗粒纳米晶体及其制备方法
CN110987882B (zh) * 2019-11-15 2022-04-12 上海大学 一种荧光淬灭的胶体金免疫层析试纸条、制备方法及其应用
CN111117604A (zh) * 2020-01-09 2020-05-08 广州大学 一种红色上转换发光纳米材料及其制备方法
CN111303863B (zh) * 2020-02-19 2023-03-07 广东工业大学 一种上转换发光纳米颗粒及其制备方法和应用
CN111117620B (zh) * 2020-03-11 2022-11-22 福州大学 一种具强紫外光发射的纳米上转换荧光粉的制备方法
CN111303880A (zh) * 2020-04-03 2020-06-19 中山大学 一种NaErF4:Tm纳米晶体的制备方法和应用
CN111349432B (zh) * 2020-04-16 2023-05-02 哈尔滨工程大学 一种光致变色上转换荧光开关及其制备方法
CN112625686B (zh) * 2020-12-16 2021-11-09 河南大学 一种多片段上转换发光颜色可调异质结稀土微米棒、其制备方法及应用
CN112877055B (zh) * 2021-01-21 2023-07-07 广州大学 一种钬基上转换纳米材料及其制备方法
CN112920793B (zh) * 2021-01-27 2022-05-31 陕西师范大学 一种可见光/近红外二区发射增强的稀土发光材料
CN113155792A (zh) * 2021-03-12 2021-07-23 合肥工业大学 一种比率可任意调节的比率荧光检测方法
CN113088288A (zh) * 2021-04-08 2021-07-09 吉林大学 一种高量子产率的稀土荧光材料及其制备方法
CN113801653B (zh) * 2021-10-19 2023-04-18 中山大学 一种近红外二区发光/测温纳米探针及其制备方法和应用
CN113817469B (zh) * 2021-10-19 2022-09-13 南京林业大学 一种生物窗口内激发/发射的超亮单色上转换纳米探针及其制备方法和应用
CN113980682B (zh) * 2021-11-16 2023-07-07 广州医科大学附属第二医院 一种近红外发光Yb和Tm共掺杂核壳壳结构纳米晶的制备及其在免疫层析检测中的应用
CN114921156A (zh) * 2022-06-24 2022-08-19 中山大学 一种基于微胶囊的多功能涂料及其应用
CN116240020A (zh) * 2023-02-23 2023-06-09 华南理工大学 一种具有多波长响应特性的中红外发光纳米晶与制备方法
CN116536047B (zh) * 2023-05-08 2024-03-15 南京邮电大学 一种双模式激发的上/下转换多色稀土发光纳米粒子及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104083777A (zh) * 2014-07-11 2014-10-08 华南师范大学 上转换复合纳米材料及其制备方法、应用
CN105176515A (zh) * 2015-09-01 2015-12-23 国家纳米科学中心 一种稀土上转换纳米颗粒及其制备方法和用途
CN105419801A (zh) * 2015-12-22 2016-03-23 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104083777A (zh) * 2014-07-11 2014-10-08 华南师范大学 上转换复合纳米材料及其制备方法、应用
CN105176515A (zh) * 2015-09-01 2015-12-23 国家纳米科学中心 一种稀土上转换纳米颗粒及其制备方法和用途
CN105419801A (zh) * 2015-12-22 2016-03-23 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 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

Also Published As

Publication number Publication date
CN107739603A (zh) 2018-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107739603B (zh) 一种激发光调控的红绿色发光稀土上转换纳米颗粒及其制备方法
Yan et al. The fluorescence mechanism of carbon dots, and methods for tuning their emission color: a review
Yuan et al. Carbon quantum dots: an emerging material for optoelectronic applications
CN102268259B (zh) 发光中心分区域掺杂稀土上转换荧光材料及其制备方法
KR102204359B1 (ko) 다파장 여기에 의해 발광이 가능한 코어/다중쉘 구조의 상향변환 불화물계 나노형광체 및 이의 제조방법
CN112080278B (zh) 一种上/下转换双模式发光纳米晶及其制备方法和应用
KR102037373B1 (ko) 다파장 여기에 의해 발광이 가능한 상향변환 나노형광체 및 그 제조방법
CN113817469B (zh) 一种生物窗口内激发/发射的超亮单色上转换纳米探针及其制备方法和应用
CN112940726B (zh) 一种蓝紫和近红外二区双模式发光纳米晶及制备方法
CN110878207A (zh) 一种上转换纳米光开关材料及其制备方法
Li et al. Aggregation-induced color fine-tunable carbon dot phosphorescence covering from green to near-infrared for advanced information encryption
CN102994089A (zh) 超小核壳结构碱土氟化物纳米晶的制备方法
CN112143492A (zh) 可见光激发双模式长余辉碳点复合物及其制备方法和应用
Chen et al. Dual mode emission of core–shell rare earth nanoparticles for fluorescence encoding
CN104403671A (zh) 一种用于宽带光放大氟化物纳米晶及其制备方法和应用
CN114836216B (zh) 一种能提高单线态氧生成的稀土纳米复合材料、其制备方法及其应用
CN111303879A (zh) 一种高效单谱带上转换红光纳米晶材料
CN112457847A (zh) 一种Mn/Cr共掺杂Li2MgAO4的近红外荧光粉及其制备方法
CN108441220B (zh) 晶格缺陷调控正交发射稀土上转换纳米颗粒及制备方法
CN108441208A (zh) 一种单一颗粒多色发光的纳米材料的制备方法
CN107541204B (zh) 一种单谱带红光纳米晶材料及其制备方法
CN103666474A (zh) 红光/近红外光双色上转换发光纳米材料及其制备方法
CN109809698B (zh) 一种基于钙钛矿量子点玻璃的光放大材料及其制备方法与应用
KR102016557B1 (ko) 10 ㎚ 이하의 크기를 갖는 다색발광이 가능한 상향변환 나노형광체 및 그 제조방법
Yuan et al. Red-emitting carbon dots phosphors: a promising red color convertor toward warm white light emitting diodes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant