[发明专利]一种具有双光子光响应的核壳结构的上转换纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料制备技术领域，尤其涉及一种具有双光子光响应的核壳结构的上转换纳米粒子的制备方法。

背景技术

最近，由于上转换材料在3D显示、太阳能电池、生物成像和光动力疗法等方面具有潜在应用价值，使其受到了科学家们的广泛关注。上转换是一种吸收低能量光转换成高能量光的反斯托克斯过程。上转换材料具有优异的化学性能和光学性能，包括低细胞毒性、尖锐的发射峰、较大的反斯托克斯位移，在能源，环境，医疗和安全得到了广泛的应用。

但是上转换纳米吸光范围窄，荧光效率低，强度弱，功能单一等缺点，严重影响了上转换材料的广泛应用。因此，寻找一些新方法来扩宽材料的吸光范围，提高发光强度，扩展功能是研究的一个重点。

最近，科学家使用了一种核壳结构来改善上转换材料的性能。这种核壳结构提供的优势有：外延控制壳生长抑制表面猝灭提高上转换发光；调控镧系元素的空间分布，改善粒子间的相互作用；染料或局域等离子体新激发电子态耦合，提高、扩宽上转换；引入新的功能基团，扩展其功能。基于此结构，本发明提出一种具有双光子光响应的核壳结构的上转换纳米粒子的制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了扩展上转换材料的吸光范围和功能，而提出的一种具有双光子光响应的核壳结构的上转换纳米粒子的制备方法。

本发明制备的具有核壳结构上下转换发光材料的化学表达式为：

NaGdF₄:Yb³⁺/Er^3+@SiO₂@Eu(TTA)₃Phen。

@表示包覆的意思。

一种具有核壳结构上下转换发光材料的制备方法。包括以下步骤：

步骤一：NaGdF₄：Yb³⁺/Er³⁺纳米粒子的合成；

(1)将0.78mmol的GdCl₃·6H₂O、0.20mmol的YbCl₃·6H₂O和0.02mmol的ErCl₃·6H₂O溶解在2ml甲醇中，得到溶液A。将4mmol的NH₃F溶解在7ml甲醇中得到溶液C，将2.5mmol的NaOH溶解在2ml甲醇中得的溶液D；

(2)将油酸和十八烯混合，得到溶液B；

(3)让溶液A和溶液B混合，加热到150℃，保温30min；

(4)降温到50℃，随后将溶液C和溶液D混合后，加入，保温30min；

(5)升温到300℃，在惰性气体下保温2h。然后自然冷却到室温；

(6)将溶液转移到离心管中，用离心机6000rpm/min室温下离心分离5分钟，之后将离心管的上层液体倒出，加入适量乙醇清洗，共清洗三次，分散在环己烷溶液中。

步骤二：NaGdF₄：Yb³⁺/Er^3+@SiO₂制备；

(1)取少量上转换的环己烷溶液，并用环己烷稀释，然后加入CO-520，搅拌均匀；

(2)然后加入少量氨水，搅拌2h；

(3)逐滴加入正硅酸四乙酯(TEOS)，搅拌48h；

(4)将溶液转移到离心管中，用离心机10060rpm/min室温下离心分离20min，之后将离心管的上层液体倒出，加入适量乙醇和水清洗，共清洗三次，分散在乙醇中。

步骤三：NaGdF₄:Yb³⁺/Er^3+@SiO₂@Eu(TTA)₃Phen制备；

(1)取少量NaGdF₄：Yb³⁺/Er^3+@SiO₂乙醇溶液，放在烧瓶里，整个反应在40℃下进行；

(2)将2-噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)加入到溶液中，搅拌30min；

(3)将EuCl₃·6H₂O加入到溶液中，搅拌30min；

(4)将1,10-菲罗啉(Phen)加入到溶液中，并调节pH值到7～8，反应两个小时；