[发明专利]一种NaReF4核壳结构纳米材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，特别是一种NaReF₄核壳结构纳米材料的制备方法。

背景技术

稀土离子掺杂NaReF₄纳米晶，不仅具有光稳定性好、毒性低、发射带窄、斯托克斯位移大和荧光寿命长等优点，更重要的是，这种材料的激发光源位于生物组织光学窗口，故具有很强的生物组织穿透性，并且可减少对生物的光损害，可有效降低自发荧光，使得它们已经被广泛应用于光动力治疗、药物释放、生物检测及成像等领域。其中，核壳结构的稀土纳米复合材料由于其组成、大小和结构排列的不同而具有独特的生物、化学、光等特性，可通过调节其核层和壳层材料组分、厚度等以制备出应用效果较佳的该纳米材料。

美国《朗缪尔》（Langmuir，2008年，第24卷，第12123-12125页），报道了两步法制备β-NaYF₄:Yb,Tm@β-NaYF₄:Yb,Er等核壳纳米材料，该方法是在油酸和十八烯中制备β-NaYF₄:Yb,Tm纳米晶体，然后把预先合成的β-NaYF₄:Yb,Tm纳米晶经过一系列处理后作为晶种加入到生长β-NaYF₄:Yb,Er纳米晶的反应体系中，诱导在晶种表面生长另外一层β-NaYF₄:Yb,Er形成核壳纳米结构材料，这种方法，合成时间长，过程繁琐，耗费的化学试剂多等缺点，不利于推广使用。

中国发明专利（专利申请号201010105414.2）通过将上转换稀土离子和下转换稀土离子分别掺入到氟钆化钠纳米晶体内核和壳层中的方法，得到了一种单分散地、集上转换和下转换发光于一声的氟钆化钠核壳结构双模式纳米材料。合成中采取美国《朗缪尔》（Langmuir，2008年，第24卷，第12123-12125页）报道的两步法来进行，操作繁琐、成本高，不利于推广生产。

美国《材料化学》（Chemistry of Materials，2013年，第25卷，第106-112页），报道了一种连续逐层生长的方法制备核壳结构的上转换纳米颗粒，该方法是先制备β-NaGdF₄:Yb,Er核层颗粒并将其纯化、用环己烷分散，然后将上述分散液与油酸、十八烯混合除去环己烷后，再向反应液中注射稀土盐-油酸复合物和三氟乙酸钠油酸溶液壳层前驱体以制备出所需的核壳结构纳米颗粒。这种方法虽然通过连续生长获得包覆均匀且颗粒尺寸一致的颗粒，但需先处理核层颗粒且所用的氟源高温分解可产生有毒，对环境有危害。

英国《晶体工程通讯》（CrystEngComm，2013年，第15卷，第4765-4772页），报道了通过连续离子层吸附反应制备NaYF₄:Yb,Ln/NaYF₄:Yb核壳纳米结构的方法，该方法是先通过高温油相反应获得壳层颗粒前驱体，然后在核层颗粒形成后，向其反应液中注入壳层前驱体使其在核层表面生长，最后冷却纯化以获得“核-壳”纳米颗粒，此反应过程虽然是通过一锅法获得“核-壳”结构的纳米颗粒并且可调节壳层厚度，但需消耗较多化学试剂，成本较高，同时壳层前驱体不稳定性，不能较长时间储存。

综上所述，现有的制备NaReF₄核壳结构的纳米材料的方法，一方面需要将核纳米晶沉淀出来，然后再重复前面的合成过程，合成的时间长，过程复杂，不利用推广与扩大生产；另一方面制备的NaReF₄核壳纳米材料，需要的化学试剂多，成本高，且给环境造成的污染大。

发明内容

本发明是为解决现有技术所存在的不足之处，提供了一种NaReF₄核壳结构纳米材料的制备方法，解决的技术问题是现有制备方法工艺复杂、成本高且造成环境污染。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明NaReF₄核壳结构纳米材料的制备方法，其特点在于按如下步骤进行：

a、制备油酸复合物前驱体

将稀土盐加入到油酸中，搅拌均匀，然后在80～150℃下保温0.5～2h，获得透明清液A，将所述透明清液A自然冷却至室温，即得油酸复合物前驱体，其中稀土盐质量和油酸体积的比例为0.01029～0.2059g/mL；

b、制备核层反应液