[發明專利]LiRE1F4:Yb;RE2;Cd@LiRE1F4上轉換熒光納米材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710422562.9
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107312520B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 王友法;朱亦茹;趙書文;代澳炎
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/85
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 崔友明;閉釗<國際申請>=<國際公布>=

本發明涉及一種具有協同效應的核殼結構LiRE¹F₄:Yb,RE²,Cd@LiRE¹F₄上轉換熒光納米材料及其制備方法。該材料的化學表達式為LiRE¹_0.78?xF₄:20％Yb,2％RE²,xCd@LiRE¹F₄，其中RE¹為基質離子(Y³⁺、Gd³⁺或Lu³⁺)，RE²為激活離子(Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺或Nd³⁺)，x的取值在0～78％之間。本發明通過將裸核包覆成核殼結構，實現“1+1>2”的協同效應，其熒光強度也得到了顯著的提高。

技術領域

本發明屬于上轉換發光材料技術領域，具體涉及一種具有協同效應的核殼結構LiRE¹F₄:Yb,RE²,Cd@LiRE¹F₄上轉換熒光納米材料及其制備方法。

背景技術

稀土發光納米材料的發光主要是基于稀土離子由高能級躍遷到低能級的輻射發光。而隨著納米材料的粒徑逐漸減小，比表面積逐漸增大，表面效應增強，表面效應對發光納米材料的發光影響顯著。由于比表面積增大，使得處于納米顆粒面的原子的配位數不足，顆粒表面產生大量的不飽和鍵、空位、缺陷等，形成發光的猝滅中心；表面效應增加，處于納米顆粒表面附近的發光中心(摻雜離子)在猝滅中心的作用下，發生較多無輻射弛豫過程產生熒光猝滅，從而降低了納米顆粒的發光強度和發光效率(Science，2010，327，1634-1638)。表面效應很大程度上降低了稀土發光納米材料的發光性能，也限制了稀土發光納米材料的應用前景。對納米材料進行表面修飾，能夠減少納米材料表面缺陷和無輻射弛豫，提高其發光效率(Langmuir，2008，24，12123-12125)。

為了得到發光性能更好的納米材料，對發光納米材料表面進行進一步修飾顯得尤為重要。目前，發光納米材料的表面修飾主要是對納米材料進行殼層包覆，該方法以一種納米顆粒為核心，在表面包覆一層均勻的納米殼層，在物理或化學作用下形成穩定的核殼結構納米材料(Phys.Rev.B 1996，54， 17954-17961)。核殼結構納米顆粒一般分為同質核殼結構和異質核殼結構，同質核殼結構是指核心基質和殼層基質相同，異質核殼結構是指核心基質和殼層基質不同。

異質核殼結構的殼層基質具有核心基質材料所不具有的優點，能夠很好的保護核心，如二氧化硅殼層，不僅具有良好的透光性、生物相容性等特點，而且可以承受較高溫度的熱處理，對促進納米材料的結晶度有很大幫助。然而，異質結構殼層由于殼層基質材料不同于核心基質材料，核殼之間存在著較大晶格失配，進一步導致核殼之間存在較多的晶格缺陷，這些缺陷成為新的發光猝滅中心影響著核心材料發光。