[发明专利]稀土掺杂硫氧化物/氟化物异质核壳结构纳米发光材料

说明书

本发明提供一种稀土硫氧化物/氟化物异质核壳结构纳米发光材料REsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;S:x%Lnsupgt;3+/supgt;@NaRE’Fsubgt;4/subgt;及其制备方法，其中，RE、Ln和RE’分别选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或Y中的至少一种，0x≤100 mol％；其是先利用含RE的稀土盐、含Ln的稀土盐与碱金属盐等为原料制得REsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;S:x%Lnsupgt;3+/supgt;纳米晶；然后以含RE’的稀土盐、钠源和氟源为原料在所得纳米晶上形成NaRE’Fsubgt;4/subgt;的壳层，而制得所述纳米发光材料。所得材料形貌均一、粒径可控、稳定性好，且具有高效稀土上转换/下转移发光性能，可用于荧光生物标记、照明显示、光学防伪等领域中。

技术领域

本发明属于发光材料领域，具体涉及一种稀土硫氧化物/氟化物异质核壳结构纳米发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

稀土纳米发光材料具有大的（反）斯托克斯位移、窄线宽、长荧光寿命、高稳定性和低毒性等独特优势，在生物医学、光遗传学、纳米传感、防伪等方面有着广泛的应用前景。稀土发光纳米晶的发光效率不仅取决于所掺杂的稀土离子，很大程度上也由掺杂的基质材料决定。稀土硫氧化物（RE₂O₂S）作为一种经典的材料体系，是很好的稀土掺杂上转换和下转移发光基质材料。虽然稀土硫氧化物（RE₂O₂S）块材具有良好的发光性能，但在纳米尺度下，由于晶格内部的硫/氧空位缺陷以及表面荧光猝灭效应，存在发光效率低、稳定性欠佳的问题。氟化物异质核壳包覆是提高稀土硫氧化物发光的一种有效手段，它不仅可以提高稀土硫氧化物的稳定性还可以有效保护内核，减少荧光猝灭，从而大幅提高材料的发光性能。然而，由于氟化物与硫氧化物之间的物理化学性质和生长动力学有很大不同，目前制备这种异质核壳结构纳米晶仍是该领域一个重大的挑战。

发明内容

为突破现有技术的局限性，本发明提供了一种稀土硫氧化物/氟化物异质核壳结构纳米发光材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种稀土硫氧化物/氟化物异质核壳结构纳米发光材料，其是以RE₂O₂S: x%Ln³⁺纳米晶为核，NaRE’F₄为壳构成，其中，RE、Ln和RE’分别选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y中的至少一种，0x≤100 mol％，优选地，0x≤30 mol％。

所述稀土硫氧化物/氟化物异质核壳结构纳米发光材料的制备方法包括如下步骤：

1）将含RE的稀土盐、含Ln的稀土盐与碱金属盐、溶剂R混合，在惰性气体保护下升温溶解，然后降至室温，得到混合溶液A；

2）在步骤1）得到的混合溶液A中加入硫源，加热溶解；

3）将步骤2）得到的溶液进行加热反应，得到RE₂O₂S: x%Ln³⁺纳米晶（0x≤100mol％），并将其于有机溶剂中分散；

4）另将含RE’的稀土盐溶于溶剂R中，在惰性气体保护下升温溶解，然后降至室温，得到混合溶液B；

5）向步骤4）所得混合溶液B中加入钠源和氟源，加热溶解；