[发明专利]一种复合发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合发光材料及其制备方法和应用，所述复合发光材料包括氟化钇钠，所述氟化钇钠中嵌有碳点。本发明的碳点‑氟化钇钠复合发光材料结构稳定，可匹配紫外‑蓝光激发，发射波长可调，发光强度高，热稳定性好。本发明的碳点‑氟化钇钠复合材料，发光性能高，在980nm激光下显示橙色光，而在365nm激发光下显示蓝色光，实现了双模发光，还可作为荧光探针，用于生物成像以及离子检测。因此该材料在防伪以及生物成像等多个领域将具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种复合发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

碳点，是一类具有荧光性质的碳纳米颗粒(即荧光碳点)，其尺寸一般小于10nm，自2004年首次报道以来，就引起了广泛的研究兴趣。与传统的有机荧光染料分子和半导体量子点相比，碳点材料具有毒性低、对环境友好、合成制备简单、原料丰富易得等优点。而荧光性能则是碳点最为突出的性能，包括发光范围可调、摩尔吸光系数大、吸收截面大、无光闪烁、耐光漂白等优点，因而有着很广阔的应用前景。

近年来发现氟化钇钠(NaYF₄)是一种较理想的发光基质，很多研究者对其进行了研究，这主要归类于它具有声子能量低(400cm^-1)、良好的光学透明度、稳定的物理化学性能和较好的发光性能等优点。NaYF₄有两种晶体结构，分别是α-NaYF₄(立方相)和β-NaYF₄(六方相)，不同的晶体结构在性能上也会有一定的差异。β-NaYF₄比α-NaYF₄具有更低的振动能、非辐射速率和更高的对称性等优点，β-NaYF₄相对来说是一个更好的基质。稀土掺杂β-NaYF₄既可以用于下转化发光领域也可用于上转换发光领域，均有很大的前景。比如Yb³⁺/Tm³⁺、Yb³⁺/Er³⁺等掺杂β-NaYF₄是典型的上转换发光的荧光粉，其应用范围也是极广的，从生物荧光成像、生物检测、到肿瘤治疗等都有展示出巨大的潜能。基于此，一系列具有不同发光特性的稀土掺杂NaYF₄材料被研究与开发。

由于碳点表面具有丰富的可修饰功能基团，为其在复合材料方面的拓展提供了广阔的空间。目前，绝大多数碳点复合材料都是采用将碳点的前驱体材料或制备好的碳点材料加入到复合材料中另一种材料的前驱体中，而使用这种方法并不适用于制备出NaYF₄，会出现杂相。而将NaYF₄与碳点在溶液中简单地混合，碳点仅仅吸附于NaYF₄的表面，在溶液中容易脱落，并且稳定性较差。因此需要制备一种稳定性好且性能良好的碳点-NaYF₄复合材料。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合发光材料，即碳点-氟化钇钠(碳点-NaYF₄)复合发光材料，该复合发光材料结构稳定，可匹配紫外-蓝光激发，发射波长可调，发光强度高，热稳定性好。

本发明还提出上述复合发光材料的制备方法和应用。

根据本发明的一个方面，提出了一种复合发光材料。所述复合发光材料包括氟化钇钠，所述氟化钇钠中嵌有碳点。

本发明的复合发光材料中的氟化钇钠为六方相，相比于立方相的氟化钇钠，发光性能有了巨大的提高，且在980nm激光下由原来的红色光变为了橙色光，而在365nm激发光下显示蓝色光，实现了双模发光。

在本发明的一些实施方式中，所述碳点的表面含有羧基和/或氨基。本发明中，在碳点的表面引入羧基和/或氨基使易于功能化，有利于与稀土离子发生结合。