[发明专利]提高稀土离子-纳米材料的能量传递效率的方法

权利要求书

1.提高稀土离子-纳米材料的能量传递效率的方法，所述稀土离子为激活离子，掺杂于纳米材料中，其特征在于，所述方法为：采用高效稀土离子进行掺杂，克服能量交叉弛豫；通过提高掺杂浓度来减小激活离子之间的距离，加速能量通过稀土离子的激发态能级进行传递，到达纳米材料表面；

其中，所述的高效稀土离子为第一激发态能级与基态能级之间的间隔≥1.4eV的稀土离子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的纳米材料选自三氟化物纳米材料，量子点纳米材料，钙钛矿纳米材料，四氟化钾纳米材料，四氟化钠纳米材料，七氟化钾纳米材料，复合金属氧化物纳米材料，有机纳米材料等；结构形态包括纳米颗粒、纳米纤维、纳米管。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高效稀土离子包括：Tb³⁺,Gd³⁺,Eu³⁺。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激活离子通过敏化离子获得能量，所述敏化离子掺杂于纳米颗粒中，所述纳米颗粒经敏化离子、激活离子掺杂后形成上转换材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的敏化离子包括：Yb³⁺,Nd³⁺。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的激活离子包括：Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺、Ce³⁺、Pr³⁺、Pm³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Gd³⁺、Dy³⁺，优选Tb³⁺,Gd³⁺,Eu³⁺，进一步优选为Tb³⁺。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的纳米颗粒包括：四氟化钾上转换纳米颗粒，四氟化钠上转换纳米颗粒，七氟化钾上转换纳米颗粒。

8.一高效上转换纳米材料，其特征在于，包括基质纳米材料和掺杂于所述基质纳米材料的敏化离子、激活离子；其中，所述激活离子的摩尔量占稀土离子摩尔总量的5％以上，且第一激发态能级与基态能级之间间隔≥1.4eV。

9.根据权利要求8所述的上转换纳米材料，其特征在于，所述的基质纳米材料为核壳结构的纳米颗粒，所述敏化离子为Yb³⁺，至少掺杂于核中；所述的激活离子为Tb³⁺,Eu³⁺,Gd³⁺,优选为Tb³⁺，至少掺杂于核中。

10.根据权利要求9所述的上转换纳米材料，其特征在于，敏化离子的摩尔量占核中稀土离子摩尔总量的40％-80％，优选为60％；激活离子的摩尔量占核中稀土离子摩尔总量的5％-40％，优选为40％。

11.根据权利要求9所述的上转换纳米材料，其特征在于，所述壳层中掺杂有激活离子，激活离子的摩尔量占壳层中稀土离子摩尔总量之比≥0。

12.根据权利要求9所述的上转换纳米材料，其特征在于，所述稀土上转换纳米颗粒的结构为NaY_0.4-xF₄:Yb_0.6Tb_x@NaLu_1-yF₄:Tb_y,0.05≤x≤0.4，0≤y≤1，优选为NaYb_0.6F₄:Tb_0.4@NaTbF₄。