[发明专利]一种上转换光致发光与光热转换双功能纳米晶体材料及其合成方法

说明书

本发明涉及一种上转换光致发光与光热转换双功能纳米晶体材料及其合成方法。材料成分为掺杂有Yb³⁺和Tm³⁺的NaGd(MoO₄)₂纳米晶体NaGd_xYb_yTm_z(MoO₄)₂。该纳米晶体材料通过无表面活性剂的乙醇‑水体系溶剂热方法合成。在980nm激光激发下，该纳米材料可以同时实现上转换可见光发光和光热转换，可以应用于光动力治疗、生物医学成像等领域。

技术领域

本发明属于光学功能纳米材料与技术领域，更具体地，涉及一种上转换发光和光热转换多功能纳米晶体材料及其制备方法。

背景技术

镧系掺杂离子的上转换发光在生物医学成像、诊断与治疗，光学超分辨成像，温度传感，指纹显现等许多领域都表现出较高的应用价值。但是关于上转换光致发光与光热转换双功能纳米晶体，报道较少。双金属钼酸盐是一类含氧酸盐无机材料。它们具有较高的物理化学稳定性、较低的体系声子能量，和较宽的吸收和发射截面积，因而常用作镧系发光的基质晶格材料。无机纳米晶体材料大多使用添加有表面活性剂的湿化学方法制备而成，但有机表面活性剂吸附在纳米晶体表面，较难去除，并影响其物理、化学性质。双金属钼酸盐由于较快的晶核生长速度，所以纳米晶体较难生长，少数关于双金属钼酸盐纳米晶体的文献报道也都是采用表面活性剂来抑制晶核生长([1]W.Bu，Z.Chen，F.Chen，J.Shi，Oleicacid/oleylamine cooperative-controlled crystallization mechanism formonodisperse tetragonal bipyramid NaLa(MoO₄)₂nanocrystals.The Journal ofPhysical Chemistry C，2009，113(28)：12176-12185.[2]Y.Ding，J.Liu，M.Zeng，X.Wang，J.Shi，W.Wang，Y.Miao，X.Yu，Tunable morphologies，multicolor properties andapplications of RE3+doped NaY(MoO₄)₂nanocrystals via a facile ligand-assistedreprecipitation process.Dalton Transactions，2018，47(26)：8697-8705.[3]A.Li，D.Xu，H.Lin，S.Yang，Y.Zhang，NaGd(MoO₄)₂nanocrystals with diverse morphologies：controlled synthesis，growth mechanism，photoluminescence and thermometricproperties.Scientific Reports，2016，6：31366.)。采用表面活性剂辅助的方法所制备的纳米材料，表面会吸附部分有机物且较难去除。表面的有机功能团形成对发光不利的表面猝灭中心，降低上转换光致发光强度，采用无表面活性剂的合成法则可望有效地避免该问题。

本发明提出一种无表面活性剂的乙醇/水体系溶剂热法，合成出了NaGd_xYb_yTm_z(MoO₄)₂纳米晶体。该纳米晶体在980nm激光激发下，可以发射出人眼的可见蓝光发光，并同时具有光热能量转换的特性，从而可以作为光致发光与光热转换双功能纳米材料，用于荧光成像、光动力治疗等领域中。

发明内容