[發明專利]光熱轉換納米材料及其制備及應用方法

有效

• 申請號: 201410273289.4
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104017581A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 邵起越;金笠飛;董巖;曾宇喬;方峰;蔣建清
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85;G01K11/20
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種光熱轉換納米材料，其特征在于，其化學表達式為：

AR_1-x-yF₄:Yb_x,Er_y

其中A為Li、Na或K中至少一種，R為Y、Gd、Lu或Nd中至少一種；其中0.01≤x≤0.6，0.001≤y≤0.1；

所述的光熱轉換納米材料顆粒的粒度在5～40nm范圍內。

2.一種如權利要求1所述的光熱轉換納米材料的制備方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

1)按所述光熱轉換納米材料的化學組成及化學計量比稱取稀土原料，然后溶于溶劑中，加熱到100～160℃攪拌20～60分鐘形成均勻澄清的溶液，然后降至50～25℃；

2)以NH₄F作為氟源，以LiOH、NaOH、KOH作為Li、Na、K的原料；將NH₄F與LiOH、NaOH或KOH溶于甲醇形成澄清的氟和堿金屬前體溶液；

3)將步驟2)所得氟和堿金屬前體溶液加入步驟1)所得溶液中得到混合溶液，此時該混合溶液溫度保持在50～25℃，并攪拌30分鐘以上；

4)將步驟3)所得混合溶液加熱到70～100℃，除去甲醇，在無水無氧條件下，升溫至280～340℃，反應20～120分鐘，隨后冷卻至室溫；得到含有光熱轉換納米材料的溶液；

5)在步驟4)獲得的含有光熱轉換納米材料的溶液中加入前者體積0.5～3倍的乙醇，通過離心及后處理過程，即得到多功能集成光熱轉換納米材料。

3.根據權利要求2所述的光熱轉換納米材料的制備方法，其特征在于：

在所述步驟1)中，稀土原料為包含Y、Gd、Lu、Nd、Yb和Er的醋酸鹽、油酸鹽或氯化物，所述溶劑為油胺、油酸或1-十八烯中的至少一種；

在所述步驟2)中，NH₄F與步驟1)中稀土原料中稀土離子的摩爾比為3～5，堿金屬離子與所述稀土離子的摩爾比為1～3；

在所述步驟5)中，后處理過程為采用乙醇、水或環己烷中的至少一種作為溶劑清洗3～5次，然后烘干，烘干溫度為50～80℃。

4.一種如權利要求1所述的光熱轉換納米材料的應用方法，其特征在于，采用該納米材料實現微區加熱，其方法為：將所述的納米顆粒分散在水、甲苯或氯仿液體介質中，采用功率為1～3W波長為750～1100nm范圍的近紅外激光照射，實現液體3～15℃的溫升；光熱轉換納米材料在固體粉末狀態下，采用功率為1～3W波長為750～1100nm范圍的近紅外激光照射，實現光熱轉換納米材料自身50～500℃的溫升，用于周圍局域環境的微區加熱；該光熱轉換納米材料在750～1100nm近紅外激光照射下，所發射光的525nm和545nm兩發射帶的強度比I_525/545與環境溫度T滿足指數關系I_525/545＝Ae^-ΔE/kT，其中A和ΔE為待擬合常數，k為玻爾茲曼常數，利用此關系實現納米材料尺度非接觸溫度檢測。