[发明专利]一种稀土配合物纳米发光材料

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，涉及配合物纳米材料领域和纳米发光材料领域，特别是涉及配合物纳米发光材料领域。

背景技术

材料被公认为是现代社会发展的三大支柱之一。而发光材料作为其中一种重要的功能材料，更是在工业、农业、医学、国防等领域都具有非常广泛的应用。具体举例来说，它们可以被用作荧光增白剂、荧光颜料、荧光染料、荧光试剂、激光染料、灯用荧光粉等。特别是当今社会对各种信息显示的需求，以及能源危机背景下对节能照明的迫切需要等，大大地促进了发光材料的迅速发展。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构筑成的材料。纳米材料的尺度处于原子簇和宏观物理交界的过渡区域，属于介于宏观物质与微观原子或分子间的过渡亚稳态。当粒子的尺寸进入纳米量级时，微粒内包含的原子数仅为100-10000个，其中50％左右为界面原子，纳米微粒的微小尺寸和高比例的表面原子数导致了它的量子尺寸效应和其他的一些特殊的物理和化学性质。因此，纳米材料自上世纪八十年代以来受到世界各国学术界、产业界和政府的广泛关注，并成为了当今新材料领域中最富活力、对未来的经济和社会发展都有着十分重要影响的明星材料。

到目前为止，零维纳米结构材料(量子点)的研究已经取得了很大的进展。通过研究量子点随颗粒尺寸变化的关系，探明了很多有趣的物理和化学规律，也发展了诸多应用。比如，纳米颗粒尺寸减小比表面增加，颗粒表明的活性反应中心增多，这就导致了纳米催化剂甚至单原子催化剂的出现和应用；而纳米颗粒的粒径小、比表面大并有高的扩散速率，因而用纳米粉体进行烧结，致密化的速度快，还可以烧结温度，为发展新型陶瓷奠定了良好的基础。此外，量子点还可以用于近红外生物医学成像、生物标记和探针等。相对而言，一维(管、线)和二维结构(片、膜)的纳米材料虽然有许多独特的优良性质，比如在光学、复合材料、发光材料、光电子学、电磁学、传感器等方面有很好的应用前景，但是对它们的研究和开发还很欠缺，亟需应用基础尤其是应用技术方面的大力研发。

对发光材料而言，当基质的颗粒尺寸小到纳米级范围的时候，其物理性质会发生改变，从而影响其发光和动力学性质，使其呈现出一些不同于常规发光材料的新现象。而纳米发光材料的特性也是多方面的，比如：(1)提高分辨率；发光粉颗粒粒径达到纳米尺寸，可提高发光器件的分辨率。(2)谱线位移；纳米粒子的光谱峰值向短波方向移动的现象称为蓝移；而光谱峰值波长向长波方向移动的现象称为红移。(3)谱线宽化和新发光峰。(4)促使原不发光的材料发光。(5)猝灭浓度的改变。(6)发光效率的提高和发光寿命的变化。

在实际应用中，纳米发光材料在形态和性质上的特点将使其在应用上更具优势，可以极大地拓展发光材料的应用范围，使很多特殊光学体系的性能得到优化。制备稀土纳米材料为发展和研究透明复合材料开辟了新途径。纳米粒子光散射小，可将其埋在无定型透明基质中，可望在激光和放大器上获得应用。纳米量级的荧光粉颗粒能够显著改善阴极射线管涂屏的均匀性，有助于提高质量和清晰度，因而能够在高清晰度显示、集成光学系统、特别是生物标记和医学分析领域有着很好的应用前景。目前，纳米发光材料的另一个非常有前途的应用方向是作为场发射显示的磷光体。纳米电子器件的发展也要求颗粒度与之匹配的发光材料。与传统的磷光体颗粒相比，纳米发光材料可以被用于FED的优势在于它们具有小的尺寸可以被低压电子完全渗透，从而使材料得以有效应用。纳米发光材料的实用化将带来发光材料领域的巨大变革，创造巨大的经济效益，并带动相关纳米电子器件的发展。