[发明专利]一种热分解-水热结合制备AREF4:Ln3+上转换微米晶的制备方法

说明书

本发明属于上转换发光材料制备技术领域，具体涉及一种热分解‑水热结合制备AREF₄:Ln³⁺上转换微米晶的制备方法。按比例称量稀土氧化物RE₂O₃，用浓盐酸或浓硝酸溶解、蒸干后得到RECl₃水合物或RE(NO₃)₃水合物；称量AOH与上述固体混合，加入油酸，通入保护气并升温共热使固体全部溶解，待冷却至室温后加入去离子水，用分液漏斗分液，取上层油状物；另取AOH和NH₄F溶于有机溶剂，逐滴滴加至油状物溶液中，搅拌条件下保温一段时间，再转移至反应釜进行反应后得到AREF₄:Ln³⁺上转换微米晶。本发明所述制备方法晶体成核与生长分开进行，晶体生长在200℃以下进行，反应时间有所减短，可大大降低能耗。

技术领域

本发明属于上转换发光材料制备技术领域，具体涉及一种热分解-水热结合制备AREF₄:Ln³⁺上转换微米晶的制备方法。

背景技术

近年来，由于上转换具有在固体激光器、三维显示、太阳能电池、光催化、生物标记、光动力治疗等方面的潜在运用价值而备受关注，特别是镧系掺杂稀土氟化物AREF₄:Ln³⁺(A＝部分碱金属或碱土金属，RE＝部分稀土元素，Ln³⁺＝Yb³⁺，Er³⁺或Ho³⁺或Tm³⁺)上转换材料在近几年得到了广泛的研究，其在生物领域作为一种新兴的生物标记荧光材料，有望替代传统的荧光材料如量子点和有机染料等。

虽然镧系掺杂稀土氟化物AREF₄:Ln³⁺类上转换发光材料在生物领域光成像方面显示了无比优越的特点，但是在临床应用中制约其发展和应用的主要瓶颈是该类材料的合成问题。因此，探索新的合成方法，对于此类材料在生物方面的应用具有非常重要的意义。到目前为止，研究者们开发了多种制备上转换纳米材料的方法，主要包括沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、燃烧法、水热法、溶剂热和热裂解法等。其中，溶剂热法(Nature，2005，437(7055)： 121-124.)和热裂解法(Nano Lett.，2007，7(3)：847-852.)是两种最常采用和控制合成小尺寸、形貌均一以及分散性好的合成方法。但是，实验发现热分解法制备所采用的前驱体溶剂及生成的副产物均有较高的毒性和强腐蚀性，存在高能耗、低产率、高污染问题，另一主要缺点是反应成本相当高(Chem.Rev.2014,114,2343-2389)，因此探究一种绿色环保、成本低廉的制备方法相当重要。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种热分解-水热结合制备AREF₄:Ln³⁺上转换微米晶的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种热分解-水热结合制备AREF₄:Ln³⁺上转换微米晶的制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例称量稀土氧化物RE₂O₃，加入少量去离子水，搅拌升温，逐滴滴加过量浓盐酸或浓硝酸，使稀土氧化物完全溶解得到透明溶液，将透明溶液蒸干后得到RECl₃水合物或 RE(NO₃)₃水合物；

(2)称量一定量AOH与步骤(1)所得固体混合，加入油酸，通入保护气并升温共热使固体全部溶解，关闭热源，待冷却至室温后，加入一定量去离子水搅拌数分钟，用分液漏斗分液，上层油状物在分液漏斗中用去离子水洗涤数次后，将油状物溶液转移至容器中；