[發(fā)明專利]一種核殼結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)換納米晶的連續(xù)層層生長合成方法

無效

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• 申請日: 2014-02-23
• 公開（公告）號: CN103865518A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凡;李曉民;趙東元
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/85;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核殼結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)換納米晶合成方法。

背景技術(shù)

上轉(zhuǎn)換材料是指能有效吸收長波長的近紅外光而發(fā)射出短波長的可見光，即能吸收低能光子然后發(fā)射出高能光子的一類新型發(fā)光材料。與傳統(tǒng)的下轉(zhuǎn)換熒光材料相比，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料具有高的化學(xué)穩(wěn)定性、低的生物毒性和背景熒光、組織穿透深度較深等優(yōu)點(diǎn)。這些獨(dú)特的性質(zhì)使得上轉(zhuǎn)換材料在平板顯示器、固體激光器、發(fā)光二極管，尤其是生物標(biāo)記和生物成像方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景。但是在上轉(zhuǎn)換納米晶實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用之前，仍然有一些問題需要解決，比如：上轉(zhuǎn)換納米晶的熒光量子產(chǎn)率比較低；其熒光容易受到外界環(huán)境（尤其是水）的影響而引起淬滅等。為了彌補(bǔ)這些不足，人們發(fā)現(xiàn)在上轉(zhuǎn)換納米晶周圍包裹一層惰性的殼層材料可以在一定程度上面提高其發(fā)光強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。但是最新研究結(jié)果表明：按照傳統(tǒng)的方法得到的核殼結(jié)構(gòu)的納米晶的殼層是十分不均勻的，導(dǎo)致發(fā)光核不能完全有效的被殼層保護(hù)。為了使核能夠被殼層完全保護(hù)以得到更高量子產(chǎn)率、高穩(wěn)定性的上轉(zhuǎn)換熒光納米晶，開發(fā)一種簡單有效的方法合成具有均勻殼層的核殼結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)換熒光納米晶顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上轉(zhuǎn)換納米晶應(yīng)用當(dāng)中遇到的問題，提出了一種一鍋法連續(xù)層層生長策略構(gòu)筑具有多層殼層的核殼結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)換納米晶的方法。?

本發(fā)明提出的核殼結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)換納米晶合成方法，采用一鍋法連續(xù)層層生長策略，以高沸點(diǎn)稀土溶液和三氟乙酸鈉/鉀/鋰/鋇（即三氟乙酸鈉或三氟乙酸鉀或三氟乙酸鋰或三氟乙酸鋇）的溶液作為前驅(qū)體，通過在高溫條件下連續(xù)交替引入兩種前驅(qū)體溶液，在上轉(zhuǎn)換納米晶核外表面行成多層殼層，實(shí)現(xiàn)對上轉(zhuǎn)換納米晶核的層層包裹。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用此種方法得到的核殼結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)換納米晶的核可以完全的被殼層包裹保護(hù)，而且包裹的殼層均一性好。

本發(fā)明中，所述核殼結(jié)構(gòu)納米晶，既可以是立方相核殼結(jié)構(gòu)納米晶，又可以是六方相核殼結(jié)構(gòu)納米晶。本發(fā)明可通過控制每次滴加殼層前驅(qū)體的量，可以實(shí)現(xiàn)對殼層厚度的連續(xù)調(diào)節(jié)，并且殼層厚度具有窄的尺寸分布；本發(fā)明還通過調(diào)節(jié)殼層前驅(qū)體的物種和滴加次序，實(shí)現(xiàn)對摻雜位置的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明中，所述稀土溶液的制備方法為：將稀土的鹽在真空條件下溶解在高沸點(diǎn)的溶劑當(dāng)中；其中，稀土的鹽選自：氯化物、硝酸鹽、醋酸鹽、氧化物、三氟乙酸鹽、乙酰丙酮鹽；包括的稀土元素為Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu；所述高沸點(diǎn)溶劑為：油酸、硬脂酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十八烯、液體石蠟、橄欖油中的一種或者幾種；溶解溫度為20-150攝氏度，優(yōu)選溫度為100-140攝氏度；最終所得溶液的濃度為0.01?mol/L到5?mol/L，優(yōu)選濃度為0.1-2?mol/L。

本發(fā)明中，所述的高沸點(diǎn)三氟乙酸鈉/鉀/鋰/鋇溶液的制備方法為：將三氟乙酸鈉/鉀/鋰/鋇鹽（即三氟乙酸鈉或三氟乙酸鉀或三氟乙酸鋰或三氟乙酸鋇）溶解在高沸點(diǎn)的溶劑中；其中三氟乙酸鈉/鉀/鋇鹽為：三氟乙酸鈉、三氟乙酸鉀、三氟乙酸鋰、三氟乙酸鋇中的一種；高沸點(diǎn)溶劑為：油酸、硬脂酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十八烯、液體石蠟、橄欖油中的一種或者幾種；溶解溫度為20-150攝氏度，優(yōu)選濃度為30-80攝氏度。；最終所得溶液的濃度為0.01?mol/L到5?mol/L。優(yōu)選濃度為0.4?-3mol/L。

本發(fā)明中，所述的在高溫條件下連續(xù)交替引入殼層前驅(qū)體溶液，滴加溫度為150-340攝氏度；每次引入高沸點(diǎn)稀土溶液與三氟乙酸鈉/鉀/鋰/鋇溶液的體積比例為10:1到1:10。優(yōu)選比例為2:1到1:2。??????