[发明专利]一种利用量子点增强上转换发光的复合材料

说明书

本发明公开一种利用量子点增强上转换发光的复合材料，包括以下步骤：（1）制备上转换纳米颗粒（UCNPs）；（2）制备Ag₂Se量子点；（3）制备UCNPs和Ag₂Se量子点的纳米复合材料（UCNPs‑QDs）。本发明解决了上转换纳米材料发光效率低的问题，实现了上转换纳米材料发光的有效增强。

技术领域

本发明属于上转换发光技术领域，具体涉及一种基于量子点增强上转换发光的复合材料。

背景技术

上转换纳米材料具有近红外光激发，可见光发射的特点，可有效克服生物组织自身背景荧光的干扰，被广泛的应用于生物成像，癌症治疗等领域。通常而言，上转换纳米颗粒的发光过程包含两种途径，一种是Yb³⁺吸收980nm的能量后传给发光离子，另一种是Nd³⁺吸收808nm的能量后传递给Yb³⁺再传递给发光离子。由此可见，Yb³⁺的激发是上转换纳米材料发光过程中的必要因素。但是，由于Yb³⁺和Nd³⁺的4f-4f电子禁阻跃迁，使得上转换纳米材料的吸收截面非常小，从而导致上转换发光效率较低，限制了该材料的一些实际应用。

目前已报道的利用吸收截面大的近红外染料作为上转换纳米材料的天线捕获激发光后通过共振能量转移的方式将能量传递给Yb³⁺或者Nd³⁺，有效的增强了上转换发光效率。但是大多数近红外染料Stokes位移小，难于满足与Yb³⁺和Nd³⁺光谱匹配的条件，而且具有严重的光漂白，稳定性较差。因此，本领域仍需要去找寻新的方法去增加上转换发光效率，拓宽该材料的实际应用范围。

发明内容

本发明所要解决问题为克服现有技术的不足，提供一种利用量子点增强上转换发光的复合材料，可有效增强上转换发光的效率。

本发明为解决上述技术问题提供的技术方案为：

一种利用量子点增强上转换发光的复合材料，包括以下步骤：

(1)制备上转换纳米材料：以稀土油酸盐为原料，利用共沉淀的方法制备上转换纳米颗粒；

(2)制备Ag₂Se量子点：以醋酸银(AgAc)为阳离子前躯体，1-十八烯-硒(ODE-Se)为阴离子前驱体，采用热注法制备Ag₂Se量子点；

(3)制备上转换纳米材料和Ag₂Se量子点的纳米复合材料(UCNPs-QDs)：将步骤(1)所得上转换纳米颗粒和步骤(2)所得的Ag₂Se量子点溶于三氯甲烷，并向其中加入卵磷脂的水溶液，得到白色浑浊液后，搅拌至溶液变为澄清，离心收集固体产物沉淀，即得到UCNPs-QDs纳米复合材料，从而实现量子点对上转换纳米材料发光效率的增强。

按上述方案，所述上转换纳米材料的吸收光谱和Ag₂Se量子点的发射光谱相匹配。掺Yb3+的上转换纳米材料吸收光谱的主要吸收峰波长在980nm附近，掺Yb³⁺和Nd³⁺的上转换纳米材料吸收光谱的主要吸收峰波长在980nm附近和800nm附近；Ag₂Se量子点的发射光谱的主要发射峰波长要在980nm附近。

按上述方案，所述上转换纳米材料的粒径范围为10～30nm，一般形貌为球形，晶相通常为六方相。上转换纳米材料得结构通式可写作NaYF₄:Gd,Yb,M，M代表Er或者Tm；若上转换材料为核壳结构，结构通式可写作NaYF₄:Gd,Yb,M@NaYF₄:x％Nd，x为Nd相对于Y的摩尔掺杂量，x为(0～10)。

按上述方案，所述Ag₂Se量子点粒径范围为3～8nm，形貌优选为球形。