[发明专利]常温制备纳米级NaYF4上转换荧光基质材料的方法

说明书

技术领域

本发明属上转换荧光材料领域，特别是涉及一种常温制备纳米级NaYF₄上转换荧光基质材料的方法。

背景技术

上转换荧光材料是一类在长波长光激发下能发出短波长光的发光材料。最近，用上转换荧光材料作为生物分子荧光标记探针受到了广泛关注。目前已出现上转换荧光材料(NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺)在DNA探测技术中应用的相关报道(Chem.Commun.，2006，2557-2559)；关于上转换荧光材料的最新报道与成果正在不断地涌现出来。

以NaYF₄为基质，Yb，Er掺杂的上转换荧光材料是迄今为止发现的效率最高的；作为生物分子荧光标记材料，标记材料本身需要具备粒径小、颗粒分布均匀、发光效率高等特点。

反胶束法是一种在纳米材料合成中被广泛使用的方法，用反胶束法制备的纳米粒子的大小、形状较容易控制，相关的研究也较多；但其产量过低，只适用于实验室少量生产，随着上转换材料应用领域的扩大以及其用量的与日俱增，该方法不能满足纳米材料大规模量化生产的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种常温制备纳米级NaYF₄上转换荧光基质材料的方法，该方法是以高氯酸或盐酸作为氧化钇溶剂，使用甲苯等非极性油相与油酸钠等阴离子表面活性剂，在常温下，可高产量地制备大小均匀、分散良好NaYF₄上转换荧光基质材料。

本发明的一种常温制备纳米级NaYF₄上转换荧光基质材料的方法，包括下列步骤：

(a)将稀土氧化钇粉末溶解于酸性溶剂中，再加入去离子水，配成钇的盐溶液备用；

(b)配制阴离子表面表面活性剂的水溶液备用；

(c)配制0.2～0.8mol/L，pH9.0～10.0氟化钠水溶液备用；

(d)取非极性较强的有机溶剂备用；

(e)常温(20℃-40℃)条件下，将步骤(a)中制备好的钇的盐溶液加入至步骤(d)备好的有机溶剂中，其水、油相的体积比为1∶10～1∶5，边搅拌边加入步骤(b)配制好的表面活性剂的水溶液，此时反应体系中水相、油相的体积比为1∶5～1∶2，剧烈搅拌10～60分钟后，将步骤(c)中制备好的氟化钠水溶液加入反应体系，继续搅拌0.5～24小时，此时反应体系中水油的体积比为1∶1-2∶3，反应结束后静置5分钟，产品均匀分散于油相中，水相相对澄清；

(f)分离出分散在油相中的产品，用丙酮和去离子水的混合液超声洗涤，30～70℃下真空干燥3～5小时，即得纳米级NaYF₄颗粒。

所述步骤(a)中的酸性溶剂为高氯酸或盐酸等强酸，浓度为0.1～0.5mol/L，pH值为0～1；

所述钇的盐溶液浓度为0.1～0.6mol/L，pH值为0～5，优选0.1～0.4mol/L；

所述阴离子表面活性剂为AOT([2-乙基己基]磺基琥珀酸钠)、SDS(十二烷基磺酸钠)等，其水溶液浓度为0.01～0.2mol/L；

所述非极性有机溶剂为己烷、环己烷或甲苯；

所述钇的盐溶液与氟化钠的摩尔比为1∶2～6。

本发明的有益效果：

本方法制备出的纳米级上转换荧光基质材料，具有粒度均匀、分散良好等特点，且粒径最小可控制在10nm以下，完全能够满足生物分子荧光标记基质材料在应用上的要求；而且，与传统意义上的反胶束法相比，本制备方法的产量极高，解决了反胶束法用来制备纳米材料时产量低下的问题，为荧光纳米材料的量产以及今后的广泛应用打下了良好的基础。

附图说明

图1是本发明的主要工艺流程图；

图2是实施例1-3所制得的NaYF₄基质材料的X射线衍射图(XRD)，(a)为实施例1，(b)为实施例2，(c)为实施例3；

图3是实施例1所制得的NaYF₄基质材料的纳米NaYF₄粉体的透射电镜图，平均粒径约为50纳米；

图4是实施例2所制得的NaYF₄基质材料的纳米NaYF₄粉体的透射电镜图，平均粒径约为8纳米；

图5是实施例3所制得的NaYF₄基质材料的纳米NaYF₄粉体的透射电镜图，平均粒径约为7纳米；