CN114516653A - 一种多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒及其合成方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒及其合成方法与应用，属于光学功能纳米材料与技术领域。具体来说，材料成分为单掺杂稀土离子Tm3+的四方相α‑NaYbF4纳米晶体颗粒(α‑NaYbF4:Tm3+)；该纳米晶体材料可通过柠檬酸钠辅助的乙醇‑水体系溶剂热方法合成；在980nm激光的激发下，该纳米颗粒具有较强的紫外发光，同时可以实现高效的光致热效应。因此，制备的纳米晶体颗粒可应用于光动力或光热治疗、药物运载与控释、纳米激光器等生物医学或信息技术领域。
Description
技术领域
本发明属于光学功能纳米材料与技术领域，具体地说，涉及一种多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒及其合成方法与应用。
背景技术
稀土上转换发光在生物医学成像、诊断与治疗，超分辨成像，光遗传学等领域具有非常高的实际应用价值。稀土-碱土金属-氟化物是一类常用的高效发光基质材料。常规的稀土上转换发光中，需要在基质晶格中掺入两种稀土离子，如Yb3+/Er3+、Yb3+/Tm3+等。Yb基氟化物NaYbF4，有少量文献报道，但大多集中于六方相(β-)结构，因为一般认为六方相的结构发光效率或强度更高一些。四方相结构的NaYbF4则研究较少，但是四方相的NaYbF4作为发光机制材料可能具有一些异常的发光性质[Z.Cai，Y.Qin，X.Guo，et al.High-efficiencyand water-quenching-resistant Tb3+-based nanoparticles for single-particleimaging，Nanophotonics，2021；10(7)：1845-1852；L.Wang，X.Li，Z.Li，et al.A new cubicphase for a NaYF4 host matrix offering high upconversion luminescenceefficiency，Advanced Materials，2015，27，5528-5533；Y.Gu，Z.Guo，W.Yuan，et al.High-sensitivity imaging of time-domain near-in frared light transducer，NaturePhotonics，2019，13，525-531；Z.Tang，Q.Liu，J.Li，et al.Tuning the photothermaleffect of NaYF4：Yb3+，Er3+upconversion luminescent crystals through La3+iondoping，Journal of Luminescence，2019，206，21-26.]
Yb3+离子一般作为敏化离子和另一种稀土发光激活离子(Er3+，Tm3+，Ho3+等)共同掺杂进晶格中。然而多离子掺杂可能会对基质晶格会造成一些晶格缺陷。本项目提出自敏化发光基质：NaYbF4，基质本身含有Yb3+，可以实现上转换发光的自敏化，无需双掺杂，而单独掺杂一种发光激活离子进去即可。
Yb3+/Tm3+的紫外上转换发光源自多光子能量传递上转换电子跃迁过程，在常规报道中的高发光效率的氟化物中，要么探测不到，要么发光峰很弱。但是紫外光具有较高的光子能量且在生物组织中的穿透深度较小，而近红外光则具有较大的生物组织穿透深度。因而在生物医学领域中的光动力治疗、药物运载与可控释放中恰好需要这种近红外光激发的紫外发光纳米颗粒作为药用纳米载体。
而本发明提出一种四方相结构的自敏化的Yb基氟化物作为发光基质晶格，以Tm3+离子作为发光激活离子，通过柠檬酸钠辅助的简易溶剂热法，合成了粒径约22.6nm的四方相结构α-NaYbF4：Tm3+纳米晶体颗粒。进一步研究发现，该纳米颗粒在980nm近红外光激发下，可以发出并不多见的较强的紫外上转换发光，同时该纳米颗粒还具有较高效的光热转换效率。
本发明所合成的α-NaYbF4：Tm3+纳米颗粒由于特异的紫外发光和光热转换性质，可以用于光动力治疗或光热治疗，药物运载与控释、紫外纳米激光器等生物医学或信息技术领域中。
发明内容
1、要解决的问题
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒及其合成方法与应用，具体来说，发明了一种四方相结构的具有自敏化上转换发光与光致热效应的双功能α-NaYbF4：Tm3+纳米晶体颗粒；其以Yb基氟化物α-NaYbF4作为发光基质晶格，以少量掺杂的Tm3+离子作为单一的发光激活离子；合成方法采用柠檬酸钠辅助的简易溶剂热法，可以合成规则均匀的粒径约22.6nm的纳米颗粒；该纳米颗粒具有强烈的紫外发光峰，峰值波长位于348和363nm。此外还具有蓝光和红光等较弱的可见光发光峰；发光颜色随着Tm3+浓度的不同可以由深蓝色变为紫色；紫外上转换光源自基质晶格中Yb3+对Tm3+离子的能量传递而引起的Tm3+离子的1I6→3F4，及1D2→3H6的电子辐射跃迁；NaYbF4：1mol％Tm3+发光强度最强，人眼可观察到其发光颜色为纯蓝色；1D2→3H6跃迁的荧光寿命也可以随掺杂浓度的变化而从34.25变化到7.96微秒变化；在980nm半导体激光器直接照射下，纳米颗粒具有明显的热效应；在1W光功率照射10秒时，样品温度可升高至约122.6℃；10秒激光照射下，光热转换的斜率效率为100.48℃/W；并且光热转换在测试时是完全可逆的，即激光停止照射时，样品温度很快恢复至室温，而且没有产生任何激光照射引起的热致损伤。该纳米晶体有望作为近红外光激发下的多功能纳米晶体颗粒，可以用于生物医学、信息技术等领域之中。需要特别说明的是，上述多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒在980nm近红外光激发下具有紫外上转换发光性能、光致加热性能等多用途光学功能，且柠檬酸辅助的溶剂热方法可以简易合成。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，
包括以下步骤：
(1)准备柠檬酸钠溶液、去离子水并搅拌混合，得到第一溶液；
(2)在步骤(1)得到的第一溶液中依次滴加Yb(NO3)3与Tm(NO3)3；
(3)在步骤(2)滴加后的第一溶液中逐滴无水乙醇并搅拌均匀；
(4)准备NaF溶液、去离子水并搅拌均匀，得到第二溶液；
(5)在步骤(3)滴加后的第一溶液中与步骤(4)得到的第二溶液进行混合并搅拌均匀，得到前驱液；
(6)将步骤(5)得到的前驱液转移至反应釜中，并加热处理；
(7)将步骤(6)加热处理后得到的物质进行冷却，进行离心、乙醇与去离子水交替洗涤的处理，获取沉淀物；
(8)将步骤(7)获取的沉淀物继续烘干处理，即得。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(1)中所述的柠檬酸钠溶液的质量浓度为1M；
步骤(1)中所述的柠檬酸钠溶液与去离子水之间的体积比为0.4∶6；
步骤(1)中搅拌的方式为磁力搅拌。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(2)中所述的Yb(NO3)3质量浓度为0.5M；
步骤(2)中所述的Tm(NO3)3质量浓度为0.1M；
所述的Yb(NO3)3与所述的Tm(NO3)3之间的体积比为1.98∶0.1。
需要提醒的是，Na3Cit试剂纯度为分析纯(配置溶液的Tm(NO3)3和Yb(NO3)3试剂纯度为99.99％)。镧系离子的总添加量为1mmol(毫摩尔)，比例根据Tm3+的掺杂浓度确定。例如1mol％的Tm3+掺杂，则取1.98ml Yb(NO3)3溶液(0.5M)和0.1ml Tm(NO3)3溶液(1M)。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(3)中所述的无水乙醇与步骤(1)中所述的去离子水之间的体积比为12∶6；
步骤(3)中搅拌的方式为磁力搅拌。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(4)中所述的NaF溶液的质量浓度为0.5M；
步骤(4)中所述的NaF溶液与去离子水之间的体积比为10∶25；
步骤(4)中所述的搅拌的方式为磁力搅拌；
步骤(4)中所述的磁力搅拌的时间为1h。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(6)中所述的前驱液与所述的反应釜的内容积之间的体积比为35∶50；
步骤(6)中所述的反应釜为特氟龙内衬的不锈钢高压反应釜。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(6)中所述的加热处理的方式为将反应釜密封后放入180℃烘箱中加热12h。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(7)中冷却后的温度为室温；
步骤(8)中烘干处理的方式为置于70℃的烘箱中烘干10h；
步骤(8)中得到的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的检测方法如下：
采用980nm半导体激光器照射NaYbF4：Yb3+/Tm3+纳米晶体颗粒样品，从观察到蓝色发光，并利用荧光光谱仪测试上转换发光荧光光谱，同时采用红外热像仪采集纳米颗粒晶体样品的红外热像照片和温度。
一种由上述所述的合成方法制备得到的功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒。
上述所述的功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒在光动力/光热治疗、药物运载与控释、纳米激光器中的应用。
在这项工作中，我们通过柠檬酸钠辅助的溶剂热法，合成了立方相NaYbF4：Tm3+纳米晶体颗粒。我们还分析了纳米晶体颗粒的晶体结构和微观形貌。在980nm近红外激光激发下，NaYbF4：Tm3+纳米粒子表现出紫外、蓝光和红光等光谱波段的多波段上转换发光。基于能级图和荧光动力学分析，研究了其能量传递机理和电子跃迁路径。此外，在980nm激光照射下，还观察到了有效的光学加热效应，1W光功率照射10秒时的光热转换斜率效率约为100.48℃/W。
其他合成方法或许也可以合成出四方相的NaYbF4：Tm3+纳米晶体颗粒。如热分解法，热注入法等，但是这些方法大多合成工序复杂，反应条件苛刻，步骤繁琐，需要保护气氛等。而本方法是简易的溶剂热方法，具有反应温度低、工序简单、“一锅”式合成的优点。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
制备的四方相结构的自敏化的Yb基氟化物作为发光基质晶格，以Tm3+离子作为发光激活离子，通过柠檬酸钠辅助的简易溶剂热法，合成了粒径约22.6nm的四方相结构α-NaYbF4：Tm3+纳米晶体颗粒。进一步研究发现，该纳米颗粒在980nm近红外光激发下，可以发出并不多见的较强的紫外上转换发光，同时该纳米颗粒还具有较高效的光热转换效率。本发明所合成的α-NaYbF4：Tm3+纳米颗粒由于特异的紫外发光和光热转换性质，可以用于光动力治疗或光热治疗，药物运载与控释、紫外纳米激光器等生物医学或信息技术领域中。
附图说明
图1为本发明中不同Tm3+掺杂浓度的NaYbF4纳米晶体颗粒的XRD图；
图2为本发明中NaYbF4：Tm3+纳米晶体的TEM图(左图，插图为粒径分布)、高分辨HRTEM图(右图，插图为电子衍射图)；
图3为本发明中NaYbF4：Tm3+(Tm3+掺杂浓度为1.0mol％)纳米晶体的HAADF图(a)和EDS元素成分Mapping图(b-f)；
图4为本发明中980nm激光激发下不同Tm3+掺杂浓度的NaYbF4：Tm3+纳米晶体的上转换发射光谱图；
图5为本发明中980nm激光激发下不同Tm3+掺杂浓度的NaYbF4：Tm3+纳米晶体的上转换发光颜色的CIE色度学坐标位置(a.0.1mol％，b.0.5mol％，c.1.0m0l％，d.3.0mol％，e.5.0mol％.)；
图6为本发明中980nm激光脉冲激发下不同Tm3+掺杂浓度的NaYbF4：Tm3+纳米晶体在363nm波长处上转换荧光的瞬态荧光动力学衰减曲线图；
图7为本发明中NaYbF4：Tm3+(Tm3+掺杂浓度为1.0mo1％)纳米晶体样品在980nm激光照射10秒钟时的红外热成像照片及温度随激发功率的变化曲线图；
图8为本发明中在室温下的激光循环开闭光热效应测试温度数据图(激光功率为1W，激光照射60秒，并关闭120秒，如此重复循环5次，每隔10秒钟测试一次样品的温度值)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
镧系掺杂的上转换发光纳米颗粒具有独特的反斯托克斯发光性质，并在生物医学成像、光遗传学、肿瘤治疗、光伏器件、超光学分辨率纳米显微术、光学存储和纳米激光器等领域具有较高的应用价值。双金属(碱金属和稀土金属)氟化物具有较低的体系声子能量，通常被认为是最有效的上转换发光机制晶格材料。在大多数情况下，镱离子(Yb3+)充当“敏化剂”并与镧系“激活剂”一起共同掺杂进基质晶格中。在这种情况下，Yb3+的掺杂浓度一般保持在较低的水平，这限制了对近红外激发光的吸收效率。所以，富含Yb3+的镱基自敏氟化物应该会具有更高的对入射激光的吸收效率和更高效的能量传递效率(敏化剂Yb3+向镧系离子激活剂传递能量的效率)。另外，因为镱基基质对近红外激光的高效吸收，还有望获得更高的光热转换效率。迄今为止，文献报道的NaYbF4纳米晶体几乎都是六方相(β-NaYbF4)。立方相α-NaYbF4纳米晶体较少有报道。双金属氟化物以六方相(β-)或立方相(α-)结晶。上转换光致发光领域的大多数研究人员都聚焦于六方相的氟化物基质。六方相结构的氟化物具有较低局域格点对称性的阳离子格位，通常被认为是比立方相结构具有更高效的光致发光。然而，在某些情况下，立方相氟化物可能比六方相氟化物的性能更优秀，而且立方相氟化物更适用于时域τ点或光热转换应用。近红外到紫外光(NIR-to-UV)的上转换发光源自于多光子能量转移上转换过程，其斯托克斯频移可以达到600纳米甚至更高。因此，即使在掺杂Tm3+激活剂的高效发光氟化物基质中，紫外上转换发光也要么无法探测到，要么非常微弱。受益于近红外光在生物组织中的高穿透深度，和紫外发射光的高能量，近红外到紫外光(NIR-to-UV)的上转换发光可用于生物医学领域的光响化学反应，如药物输送和控释、光动力治疗等。此外，紫外上转换发光在光子学或信息技术领域中的纳米激光器中也具有潜在的应用价值。
实施例1
本实施例的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，
包括以下步骤：
(1)准备柠檬酸钠溶液、去离子水并搅拌混合，得到第一溶液；
(2)在步骤(1)得到的第一溶液中依次滴加Yb(NO3)3与Tm(NO3)3；
(3)在步骤(2)滴加后的第一溶液中逐滴无水乙醇并搅拌均匀；
(4)准备NaF溶液、去离子水并搅拌均匀，得到第二溶液；
(5)在步骤(3)滴加后的第一溶液中与步骤(4)得到的第二溶液进行混合并搅拌均匀，得到前驱液；
(6)将步骤(5)得到的前驱液转移至反应釜中，并加热处理；
(7)将步骤(6)加热处理后得到的物质进行冷却，进行离心、乙醇与去离子水交替洗涤的处理，获取沉淀物；
(8)将步骤(7)获取的沉淀物继续烘干处理，即得。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(1)中所述的柠檬酸钠溶液的质量浓度为1M；
步骤(1)中所述的柠檬酸钠溶液与去离子水之间的体积比为0.4∶6；
步骤(1)中搅拌的方式为磁力搅拌。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(2)中所述的Yb(NO3)3质量浓度为0.5M；
步骤(2)中所述的Tm(NO3)3质量浓度为0.1M；
所述的Yb(NO3)3与所述的Tm(NO3)3之间的体积比为1.98∶0.1。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(3)中所述的无水乙醇与步骤(1)中所述的去离子水之间的体积比为12∶6；
步骤(3)中搅拌的方式为磁力搅拌。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(4)中所述的NaF溶液的质量浓度为0.5M；
步骤(4)中所述的NaF溶液与去离子水之间的体积比为10∶25；
步骤(4)中所述的搅拌的方式为磁力搅拌；
步骤(4)中所述的磁力搅拌的时间为1h。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(6)中所述的前驱液与所述的反应釜的内容积之间的体积比为35∶50；
步骤(6)中所述的反应釜为特氟龙内衬的不锈钢高压反应釜。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(6)中所述的加热处理的方式为将反应釜密封后放入180℃烘箱中加热12h。
上述所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法中，
步骤(7)中冷却后的温度为室温；
步骤(8)中烘干处理的方式为置于70℃的烘箱中烘干10h；
步骤(8)中得到的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的检测方法如下：
采用980nm半导体激光器照射NaYbF4：Yb3+/Tm3+纳米晶体颗粒样品，从观察到蓝色发光，并利用荧光光谱仪测试上转换发光荧光光谱，同时采用红外热像仪采集纳米颗粒晶体样品的红外热像照片和温度。
由上述所述的合成方法制备得到的功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒。
上述所述的功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒在光动力/光热治疗、药物运载与控释、纳米激光器中的应用。
具体来说，如图1-图7所示，样品的测定方法如下，X射线衍射(XRD)在德国布鲁克Bruker衍射仪(型号：D8 Advance)上用Cu Kα辐射测量。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)照片在Hitachi SU8200扫描电镜和FEI Talos F200X透射电镜上获得。在配备有滨松CR131光电倍增管的卓立汉光Omni Fluo-960型荧光光谱仪上测试上转换发光光谱和荧光动力学曲线。光热转换是使用半导体激光器直接照射石英样品片上的样品测量的，并用红外热像仪测试红外热成像照片和温度。其中图1中，样品的粉末XRD衍射图表明，样品的衍射图谱和立方相的NaYbF4(ICDD 27-1426)的标准衍射谱一致，说明所合成的样品物相结构为α-NaYbF4。其中图2中，左图可以看出纳米颗粒的微观形貌和统计的粒径分布，右图HRTEM中的晶格条纹和SAED插图中的衍射斑点图说明所合成的样品为纳米晶体颗粒。其中图3中，此图说明EDS测试结果(元素分布图b～e)表明样品中1包含Na、F、Yb、Tm所组成。图(f)为所有元素测试结果的融合图。EDS元素成分测试结果与NaYbF4：Tm3+的化学式一致，印证了样品为NaYbF4：Tm3+。其中图4中，此图说明，NaYbF4：1.0mol％Tm3+样品的上转换荧光光谱中呈强烈的紫外发光峰，峰值波长位于348和363nm。图4还可以说明，在不同的Tm3+掺杂浓度样品中，当掺杂浓度为1.0mol％时，上转换发光峰的强度最强，同时其紫外上转换发光峰也最强。其中图5中，a-e分别代表0.1mo1％、0.5mol％、1.0mo1％、3.0mol％、5.0mol％Tm3+掺杂浓度时的上转换发光颜色的CIE色度学坐标图。从图中可以看出，Tm3+掺杂浓度为0.5mol％和1.0mo1％时，纳米晶体的上转换发光颜色接近纯蓝色。对于d点(对应于3.0mo1％Tm3+掺杂)和e点(对应于5.0mol％Tm3+掺杂)，由于样品的上转换蓝光峰很弱(见图4)，因此发光颜色趋于紫色。其中图6中，此图说明，随着掺杂Tm3+的浓度增加，363nm的荧光寿命会逐渐降低(从34.25降到7.96μs)。荧光上升时间也稍有降低。这是由于高Tm3+掺杂所引起的非辐射跃迁过程(如Tm3+→Yb3+的能量方向传递，以及Tm3+之间的交叉弛豫3F2，3+3H4→3H6+1D2等)几率的增加所导致。其中图7中，左图中a-j图分别是不同激光功率(0.1～1W，步进增加0.1W)下，激光照射10秒钟时的热成像照片。即：a图是0.1W，b图是0.2W，c图是0.3W，……，j图是1W；右图是提取热成像照片中的最高温度值，以激光功率为横坐标，温度值为纵坐标的数据曲线。纳米晶体的温度随激光功率的变化，基本呈现线性关系。对数据曲线进行线性拟合，其斜率值为100.48±1.96，此数据即“光热转换的斜率效率”。其中图8中，在室温下的激光循环开闭光热效应测试实验。其中每10秒记录一次温度数据，激光功率为1W，功率密度约1.434W/cm-2。激光开通60秒，再关闭120秒。如此循环5次。此图说明样品在激光照射下，迅速升温到接近150℃，而在激光关断以后，纳米晶体的温度又可以很快降至接近室温的温度。在实验测试条件下，样品没有受到任何激光导致的热致损伤，样品的光热转换是完全可以重复的。
镧系元素掺杂上转换光致发光纳米颗粒在许多应用领域中都具有较高的应用价值。镱基自敏氟化物含有高浓度(丰富的)的Yb3+，对入射的近红外激光的更高的吸收效率，因而更有利于光致发光或光学加热应用。在这项工作中，我们合成了自敏化的α-NaYbF4：Tm3 +纳米晶体颗粒，该纳米晶体在980nm激光的激发下，表现出强烈的紫外上转换光致发光和高效光学加热能力。NaYbF4：Tm3+纳米晶体发出多波段的上转换发光，发射峰分别位于紫外、蓝光和红光的光谱区域。基于能级图，研究了上转换发光的能量传递机理和电子跃迁路径。并通过进一步的荧光动力学分析证实了提出的能量传递机理与电子跃迁路径。由于Tm3+之间的交叉弛豫和从Tm3+到Yb3+的能量反向传递过程，掺杂1mol％Tm3+的NaYbF4纳米颗粒具有最高的发光强度。荧光动力学特征，如荧光衰减时间和上升时间等，随着Tm3+的掺杂浓度的变化而变化。此外，在NaYbF4：1mol％Tm3+纳米粒子中观察到高效的光致加热效应。980nm激光直接照射下的光热转换斜率效率约为100.48℃/W。
以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
Claims (10)
1.一种多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，其特征在于：
包括以下步骤：
(1)准备柠檬酸钠溶液、去离子水并搅拌混合，得到第一溶液；
(2)在步骤(1)得到的第一溶液中依次滴加Yb(NO3)3与Tm(NO3)3；
(3)在步骤(2)滴加后的第一溶液中逐滴无水乙醇并搅拌均匀；
(4)准备NaF溶液、去离子水并搅拌均匀，得到第二溶液；
(5)在步骤(3)滴加后的第一溶液中与步骤(4)得到的第二溶液进行混合并搅拌均匀，得到前驱液；
(6)将步骤(5)得到的前驱液转移至反应釜中，并加热处理；
(7)将步骤(6)加热处理后得到的物质进行冷却，进行离心、乙醇与去离子水交替洗涤的处理，获取沉淀物；
(8)将步骤(7)获取的沉淀物继续烘干处理，即得。
2.根据权利要求1所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的柠檬酸钠溶液的质量浓度为1M；
步骤(1)中所述的柠檬酸钠溶液与去离子水之间的体积比为0.4∶6；
步骤(1)中搅拌的方式为磁力搅拌。
3.根据权利要求2所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的Yb(NO3)3质量浓度为0.5M；
步骤(2)中所述的Tm(NO3)3质量浓度为0.1M；
所述的Yb(NO3)3与所述的Tm(NO3)3之间的体积比为1.98∶0.1。
4.根据权利要求3所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，其特征在于：
步骤(3)中所述的无水乙醇与步骤(1)中所述的去离子水之间的体积比为12∶6；
步骤(3)中搅拌的方式为磁力搅拌。
5.根据权利要求4所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，其特征在于：
步骤(4)中所述的NaF溶液的质量浓度为0.5M；
步骤(4)中所述的NaF溶液与去离子水之间的体积比为10∶25；
步骤(4)中所述的搅拌的方式为磁力搅拌；
步骤(4)中所述的磁力搅拌的时间为1h。
6.根据权利要求5所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，其特征在于：
步骤(6)中所述的前驱液与所述的反应釜的内容积之间的体积比为35∶50；
步骤(6)中所述的反应釜为特氟龙内衬的不锈钢高压反应釜。
7.根据权利要求6所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，其特征在于：
步骤(6)中所述的加热处理的方式为将反应釜密封后放入180℃烘箱中加热12h。
8.根据权利要求7所述的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的合成方法，其特征在于：
步骤(7)中冷却后的温度为室温；
步骤(8)中烘干处理的方式为置于70℃的烘箱中烘干10h；
步骤(8)中得到的多功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒的检测方法如下：
采用980nm半导体激光器照射NaYbF4:Yb3+/Tm3+纳米晶体颗粒样品，从观察到蓝色发光，并利用荧光光谱仪测试上转换发光荧光光谱，同时采用红外热像仪采集纳米颗粒晶体样品的红外热像照片和温度。
9.一种由权利要求1-8所述的合成方法制备得到的功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒。
10.如权利要求9所述的功能自敏化Yb基氟化物纳米晶体颗粒在光动力/光热治疗、药物运载与控释、纳米激光器中的应用。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TAO JIANG ET AL.: "Synthesis and upconversion luminescence properties study of NaYbF4:Tm3+ crystals with different dopant concentration", JOURNAL OF FLUORINE CHEMISTRY, vol. 140, pages 72 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114516653B (zh) | 2024-03-12 |
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