[发明专利]一种具有多孔结构的稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多孔结构的稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料及其制备方法和应用，所述稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料为正交相的Li₄ZrF₈纳米材料，所述Li₄ZrF₈纳米发光材料的粒径为50～120纳米；所述稀土掺杂氟化锆锂材料是多孔材料，其比表面积为100～500m²/g，孔径为5～20nm；所述制备方法是采用醋酸锆作为Zr的金属盐，利用高温共沉淀法合成出了稀土掺杂氟化锆锂Li₄ZrF₈纳米发光材料，所述材料的合成条件容易控制，重复性好，制备出的纳米发光材料分散性、均一性和重复性较好；所述Li₄ZrF₈稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料的发光性能良好，是可以用作上转换和下转换发光理想的基质材料，而且多孔结构可以作为优良的载体，在发光成像、药物运输和生物应用等领域有着巨大的发展潜力。

技术领域

本发明属于纳米发光材料技术领域，尤其涉及一种具有多孔结构的稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

由于稀土掺杂纳米发光材料具有背景干扰弱、荧光寿命长、激发能量低和组织渗透深等优点，在照明显示、药物运输、生物医学成像、生物标记等领域展现出广阔的应用前景，近年来受到国内外的广泛关注和研究。稀土掺杂纳米发光材料中的基质材料是影响其发光性能的重要组成部分。和其他的基质材料相比，氟化物具有稳定的物理化学性能，较低的声子能量，是一种良好的发光基质材料。目前关于稀土掺杂氟化物发光基质材料的研究主要集中在氟化钇钠(NaYF₄)，氟化钆钠(NaGdF₄)或氟化钇锂(LiYF₄)等碱金属稀土氟化物体系，而对碱金属过渡金属氟化物体系的研究很少，尤其是基于过渡金属锆的碱金属过渡金属氟化物体系的研究更是极少报道。此外，我们注意到目前制备的稀土掺杂无机纳米材料大都是实心的纳米球、纳米棒等，而多孔结构的稀土掺杂无机纳米材料至今还未有过报道。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有多孔结构的稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料及其制备方法和应用。

发明人研究发现，通过高温共沉淀方法，可以制备得到单分散、形貌均一的具有较强的上转换和下转换发光的稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料，所述发光材料为正交相的Li₄ZrF₈纳米材料；所述稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料具有多孔结构。所述稀土掺杂氟化锆锂材料是一种性能优良的纳米发光基质材料，而且，多孔结构可以作为优良的载体，因而其在发光成像、药物运输、生物应用等领域有着巨大的发展潜力。所述稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料的合成条件容易控制，制备出的稀土掺杂氟化锆锂纳米发光材料的分散性、均一性和重复性较好，且其发光性能良好。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种稀土掺杂氟化锆锂材料，所述材料的化学式为：Li₄ZrF₈:x％Ln³⁺，其中，0<x≤50，Ln³⁺选自Ce、Yb、Er、Tm、Ho、Eu、Gd、Tb、Dy、Sm、Nd和Pr中的一种或多种。

优选地，1≤x≤40。

优选地，3≤x≤30。

作为示例性地，所述稀土掺杂氟化锆锂材料可以是Li₄ZrF₈:x％Eu³⁺，其中，0<x≤50；优选地，1≤x≤40；还优选地，3≤x≤30；具体可以是Li₄ZrF₈:10％Eu或Li₄ZrF₈:20％Eu。