[发明专利]一种球形六方相NaYF4

说明书

本发明公开一种球形六方相NaYF₄上转换材料及其制备方法，球形六方相NaYF₄上转换材料的制备方法包括以下步骤：S10、向含有Y³⁺、Yb³⁺及Er³⁺的初始溶液中加入环己烷，得溶胶溶液；S20、向溶胶溶液中加入乙二胺四乙酸二钠盐，再加入氟化物，得到溶液A，用盐酸‑乙醇胺缓冲液调节溶液A的pH值为5～6，得到溶液B；S30、将溶液B在100～120℃下加热40～60min，然后分离出固体产物，再洗涤、干燥，即可得到球形六方相NaYF₄上转换材料。该制备方法通过原料和步骤的设计，使反应温度较低，反应时间较短，最终制备得到了粒径均匀、发光性能良好的球形六方相NaYF₄上转换材料，同时，由于球状形貌更容易穿透细胞壁进人细胞和病毒内部，从而提高了上转换材料用于微区成像和光动力治疗的效率。

技术领域

本发明涉及上转换材料技术领域，特别涉及一种球形六方相NaYF₄上转换材料及其制备方法。

背景技术

上转换发光是通过吸收两个或者两个以上的低能量近红外光长波长光子来实现一个短可见光发射的反斯托克斯过程。从1959年Bloembergen N.第一次提出概念上的红外量子计数器器件至今，上转换发光材料在传感器、光动力治疗、太阳能电池、生物标记和成像等领域展现潜在的应用价值。

氟化钇钠(NaYF₄)是目前公认的具有高效上转换发光的基质材料之一，高效快速控制制备NaYF₄上转换材料具有重要意义。在常态下，NaYF₄存在两种晶体结构，一种是立方相，另一种是六方相，其中六方相NaYF₄是一种具有低振动能、低非辐射衰减速率和高辐射发射频率的基质材料。据报道，以六方相NaYF₄为基质，共掺杂镱(Yb)及铒(Er)的上转换发光材料是迄今为止上转换效率最高的上转换发光材料之一。

目前，NaYF₄上转换材料的制备方法主要有：有机热分解法、高温固相法、水热溶剂热法等。有机热分解法一般采用昂贵的有机金属盐以及高沸点有机溶剂和表面活性剂用惰性气体的保护中在较高温度下反应，此方法反应溶液需要无水无氧预处理，产品后期处理比较麻烦，并且原料成本较高；高温固相法也常用来制备稀土掺杂NaYF₄上转换材料，但其制备的材料形貌不可控制且反应温度高。而水热溶剂热法制得的样品的发光性能良好，但是一般情况下水热反应制备六方相NaYF₄上转换材料的周期长，同时，因六方相 NaYF₄自身的晶体学生长特性形成六方棱柱状颗粒，而球形颗粒不容易制备。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种球形六方相NaYF₄上转换材料及其制备方法，旨在提供一种快速制备球形六方相NaYF₄上转换材料的方法。

为实现上述目的，本发明提出一种球形六方相NaYF₄上转换材料的制备方法，包括以下步骤：

S10、向含有Y³⁺、Yb³⁺及Er³⁺的初始溶液中加入环己烷，得溶胶溶液；

S20、向所述溶胶溶液中加入乙二胺四乙酸二钠盐，再加入氟化物，得到溶液A，用盐酸-乙醇胺缓冲液调节所述溶液A的pH值为5～6，得到溶液B；

S30、将所述溶液B在100～120℃下加热40～60min，然后分离出固体产物，再洗涤、干燥，即可得到球形六方相NaYF₄上转换材料。

可选地，步骤S10中：

所述初始溶液中，所述Y³⁺、Yb³⁺和Er³⁺之间的摩尔比为(68～88)： (10～30)：2。