CN103087705A - 一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通过改变配体的使用提高稀土掺杂上转换纳米发光材料发光效率的方法。该方法采用水热-溶剂热的方法合成，有机物配体是单羧酸类、二羧酸或多羧酸类、胺类等有机化合物，稀土离子与配体的摩尔比为2:1～1:100，NaOH与配体的摩尔比为0:1～1:1，采用水/乙醇、水/正丙醇、水/异丙醇、水/正丁醇、水/丙酮或水/乙二醇体系为溶剂，温度范围180～240度，反应时间2～24h，F-/Re值为4～12。本发明主要解决了合成上转换纳米发光材料多类配体的选择，稀土掺杂上转换发光效率的提高和水溶性上转换纳米发光材料的合成等问题。

Description

一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料及其制备方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术

稀土掺杂上转换发光纳米材料由于其独特的发光特性，如：丰富的光学性质，窄的发射峰，发光色纯度高，荧光寿命长，近红外激发等，使其在激光显示器、光数据存储、生物标记、太阳能电池等方面都具有重大的潜在应用。上转换发光材料的制备方法主要分为两种：高温油相法和水热-溶剂热法，高温油相法通过使用高沸点的溶剂在高温下反应合成纳米发光材料，因其高温条件使得能选择的配体种类较少；而水热-溶剂热法则采用高温高压的方法得到高质量的纳米颗粒，该合成方法因高压条件使得反应温度相对较温和，配体的选择范围在很大程度上扩宽，一些短碳链的较低沸点的化合物也能应用于合成上转换纳米发光材料。

上转换发光材料的发光效率一直是阻碍其工业应用的主要因素，如何提高上转换发光纳米材料的发光效率一直受到很大的关注。核壳结构纳米材料、等离子共振法、金属掺杂等方法能一定程度上提高上转换纳米材料的发光效率，但这些都存在制备复制，价格昂贵等缺点。

随着上转换发光纳米材料在生物及医药领域的应用发展，具有水溶性的上转换纳米发光材料被急需利用。虽然通过配体置换或聚合物包覆的方法能得到具有水溶性的上转换发光纳米材料，但这些方法不仅操作复杂、效率较低且成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决较少配体选择性的上转换纳米发光材料的制备及通过选择不同的配体合成出高的发光强度、颜色及水溶性的上转换纳米材发光料。

本发明的技术方案是改变配体的碳链长度、配位官能团的种类和数量，通过减少配体通过伸缩振动引起的激活离子的非辐射跃迁，提高上转换发光纳米材料的发光效率。

一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料，所述材料是配体L通过配位化学键与稀土掺杂上转换发光纳米材料的稀土离子结合形成的纳米材料，所述稀土掺杂上转换发光纳米材料具有如下结构：

MNF_y:Yb³⁺,Re

其中，M选自Na⁺、Li⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和Ba²⁺中的一种；N为Y³⁺、Gd³⁺或Lu³⁺；y为4或5；Re为Er³⁺、Ho³⁺或Tm³⁺；

所述配体L为以C1～C18碳链为骨架的有机化合物，所述有机化合物含有1～6个取代基，所述取代基选自羧基、羟基和氨基中的至少一种。

本发明所述MNF_y:Yb³⁺,Re化合物指MNF_y型化合物N位掺杂Yb³⁺和Re离子的化合物，当M位离子为一价离子时y为4，二价离子时y为5。此类化合物中M、N、Re离子的选择、Yb³⁺和Re离子的掺杂量的确定为本领域技术的现有技术，本领域熟练技术人员可以通过对发光材料发光强度等的要求确定。

本发明优选所述MNF_y:Yb³⁺,Re化合物为NaYF₄:Yb,Er、NaYF₄:Yb,Tm、NaYF₄:Yb,Ho、LiYF₄:Yb,Er、KYF₄:Yb,Er、MgYF₅:Yb,Er、CaYF₅:Yb,Er、BaYF₅:Yb,Er、NaGdF₄:Yb,Er、或NaLuF₄:Yb,Er，进一步优选为NaYF₄:Yb,Er、NaYF₄:Yb,Tm或NaGdF₄:Yb,Er。

本发明优选所述MNF_y:Yb³⁺,Re化合物中Yb³⁺与Re的摩尔比为10:1，进一步优选Yb³⁺和Re离子的摩尔掺杂量为20%和2%。

本发明所述C1～C18碳链包括饱和烷基、不饱和烷基（烯烃基）、芳基等。本文中使用的术语“烷基”包括直链烷基和支链烷基。如提及单个烷基如“丙基”，则只特指直链烷基，如提及单个支链烷基如“异丙基”，则只特指支链烷基。

本发明所述高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料优选所述配体L为具有通式I的有机化合物：

式中，R₁为C₁～C₁₇饱和或不饱和烷基；羟基或氨基取代的C₁～C₁₇饱和烷基；羟基或氨基取代的C₁～C₁₇不饱和烷基、芳基。

进一步优选为丙酸、4-戊烯酸、顺丁烯酸、α-羟基丁酸、丙氨酸、油酸、苯甲酸或水杨酸，更进一步优选为丙酸、4-戊烯酸、α-羟基丁酸、丙氨酸、苯甲酸或水杨酸。

丙酸                     4-戊烯酸                     α-羟基丁酸

丙氨酸                        苯甲酸                     水杨酸

本发明所述高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料优选所述配体L为具有通式II的有机化合物：

式中：R₂为C₁～C₁₆饱和或不饱和烷基；羟基、氨基或羧基取代的C₁～C₁₆饱和烷基或不饱和烷基；羧基取代的C₁～C₁₆不饱和烷基、苯基、芳基。

进一步优选为丁二酸、苹果酸、酒石酸、邻苯二甲酸、柠檬酸或乙二胺四乙酸。

丁二酸                     苹果酸                      酒石酸

邻苯二甲酸                           乙二胺四乙酸

本发明所述高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料优选所述有机配体L为丁胺、乙二胺、或三乙烯四胺。

丁胺                                   乙二胺

                  三乙烯四胺

本发明的原理：

采用水热-溶剂热法合成稀土掺杂上转换纳米发光材料，因为高压密闭环境使其反应温度相对较低，反应物料的沸点升高，从而使得可选用的配体受外界条件的限制降低，即可供选择的配体数量增多。图5为稀土掺杂上转换发光材料的发光原理，激活剂Er3+具有多个能级，不同能级对应不同波长的光，外界的能量振动会引起Er³⁺在不同能级的跃迁。有机配体与上转换纳米发光材料之间通过配位络合键结合在一起，含有不同碳链长度和基团的配体因其自身的伸缩振动能，如：CH的2800-3000cm^-1伸缩振动能、OH的3300-3400cm^-1伸缩振动能、NH的3300-3500cm^-1的伸缩振动能，与Er³⁺的⁴S_3/2-⁴F_9/2和⁴F_9/2-⁴I_11/2能级之间的能量差相匹配，影响上转换纳米发光材料中激活剂Er3+的非辐射跃迁，从而造成上转换纳米发光材料的发光强度和发光颜色的改变。长碳链的配体因为含有CH键的个数增加，使得配体在2800-3000cm^-1处伸缩振动能增强，加大了Er³⁺在⁴S_3/2-⁴F_9/2能级之间的非辐射跃迁，从而进一步降低了上转换纳米发光材料的发光效率。而-OH、-NH₂或-COOH基团的增加，增强了配体在3300-3500cm^-1的伸缩振动能，加大了⁴F_9/2-⁴I_11/2能级之间的非辐射跃迁，进而降低了上转换纳米发光材料的发光效率。不同碳链长度配体或含有不同个数的-OH、-NH₂、-COOH基团的配体水溶性不同，而有机配体以配位键的形式络合在上转换纳米发光材料的表面，从而使得配体与上转换纳米发光材料的结合产物拥有不同程度的水溶性。

本发明的另一目的是提供上述高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料的制备方法。

一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料的制备方法，所述方法为水热-有机溶剂热合成法，按目标MNF_y:Yb³⁺,Re化合物将稀土离子源化合物与配体L化合物溶于反应溶剂中，其中稀土元素离子与配体化合物的摩尔比为2:1～1:100，加入NaOH，NaOH与配体L化合物的摩尔比为0:1～1:1，配制溶液A；将碱金属氟化物溶于反应溶剂中，形成溶液B；向溶液A中加入溶液B，氟离子与稀土离子的摩尔比为4～12，混合均匀后移至反应釜中于180～240℃，反应2～24h；

其中，反应溶剂为水-乙醇、水-甲醇、水-异丙醇、水-正丙醇、水-正丁醇或水-乙二醇溶剂，其中水与有机溶剂的体积比为2:1～1:5，进一步优选为水-乙醇按水与乙醇的体积比为1:1形成的反应溶剂。

其中，M选自Na⁺、Li⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和Ba²⁺中的一种；N为Y³⁺、Gd³⁺或Lu³⁺；y为4或5；Re为Er³⁺、Ho³⁺或Tm³⁺；

所述配体L为以C1～C18碳链为骨架的有机化合物，所述有机化合物含有1～6个取代基，所述取代基选自羧基、羟基和氨基中的至少一种。

上述方法中所述稀土离子源化合物优选为稀土离子硝酸盐，所述稀土离子为Y³⁺、Gd³⁺、Lu³⁺、Er³⁺、Ho³⁺或Tm³⁺；碱金属氟化物为NaF、KF。

本发明所述高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料的制备方法优选所述溶液A中硝酸稀土盐：去离子水：乙醇比为1:20:20（mmol:mL:mL）；溶液B中金属氟化物：去离子水：乙醇比为4～12:10:10（mmol:mL:mL）。

上述方法进一步包括后处理的步骤：将反应釜冷却后，除去上层清液，收集固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥。

本发明所述高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料的制备方法一个优选的技术方案为：

取0.4M稀土离子硝酸盐水溶液于烧杯中，按体积比稀土离子硝酸盐水溶液：去离子水：有机溶剂为2.5:2.5～30:11～40，加入去离子水和有机溶剂乙醇，再加入配体化合物和NaOH，其中，稀土元素离子与配体化合物的摩尔比为2:1～1:100，NaOH与配体化合物的摩尔比为0:1～1:1，搅拌，形成溶液A；

按碱金属氟化物：去离子水：有机溶剂比为168～504:10:10（mg:mL:mL）将NaF溶解在去离子水和乙醇混合液中，搅拌，形成溶液B；

在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，氟离子与稀土离子的摩尔比为4～12，滴加完后，超声分散，转移至水热釜中加热，加热温度180～240℃，反应2～24h。

将反应釜冷却后，除去上层清液，收集固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥。

本发明所述高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料的制备方法中优选所述配体L为具有通式I的有机化合物：

式中，R₁为C₁～C₁₇饱和或不饱和烷基；羟基或氨基取代的C₁～C₁₇饱和烷基；羟基或氨基取代的C₁～C₁₇不饱和烷基、芳基。

进一步优选为丙酸、4-戊烯酸、顺丁烯酸、α-羟基丁酸、丙氨酸、油酸、苯甲酸或水杨酸，更进一步优选为丙酸、4-戊烯酸、α-羟基丁酸、丙氨酸、苯甲酸或水杨酸。

丙酸                       4-戊烯酸                    α-羟基丁酸

丙氨酸                          苯甲酸                        水杨酸

本发明所述高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料的制备方法中优选所述配体L为具有通式II的有机化合物：

式中：R₂为C₁～C₁₆饱和或不饱和烷基；羟基、氨基或羧基取代的C₁～C₁₆饱和烷基或不饱和烷基；羧基取代的C₁～C₁₆不饱和烷基、苯基、芳基。

进一步优选为丁二酸、苹果酸、酒石酸、邻苯二甲酸、柠檬酸或乙二胺四乙酸。

丁二酸                          苹果酸                           酒石酸

邻苯二甲酸                          乙二胺四乙酸

本发明所述高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料的制备方法中优选所述有机配体L为丁胺、乙二胺、或三乙烯四胺。

丁胺                                     乙二胺

                三乙烯四胺

本发明的有益效果为：本发明解决了配体选择性少、稀土掺杂上转换纳米发光材料的低发光效率等缺点，且可以直接合成具有不同水溶性的上转换纳米发光材料。合成稀土掺杂上转换纳米发光材料中，已报道的配体数量很有限，如：油酸、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠、油胺、三辛基膦等，而本发明则可以提供多类配体可供选择。在提高上转换纳米发光材料发光效率的方法中，一般采用核壳结构、等离子共振、金属离子掺杂等方法，但这些方法不仅制备复杂且价格昂贵，而通过选用不同配体则可以直接合成高效率的上转换纳米发光材料。另外，通过选择不同类型的配体，如带有不同个数或类型的亲水基团，使得与配体通过配位键络合的上转换纳米发光材料具有不同程度的水溶性。

附图说明

图1为实施例2～7中，以丙酸、丁酸、己酸、癸酸、十四酸和油酸为配体合成的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体的XRD图。图1显示，以不同碳链长度的羧酸为配体合成的物质XRD谱图与标准六方晶相NaYF₄:Yb,Er卡片相一致，即合成的物质都为六方相的NaYF₄:Yb,Er晶体。配体碳链长度的改变不会影响产品的结构和晶相。

图2为实施例2～7中，以丙酸、丁酸、己酸、癸酸、十四酸和油酸为配体合成的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体的上转换荧光光谱图。图2显示，随着配体碳链长度的增长，NaYF₄:Yb,Er纳米晶体的发光强度逐渐减弱，而丙酸为配体合成的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体发光强度弱于丁酸合成的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体则主要是因为配体粒径减小的原因。配体碳链越长，合成的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体发光强度越弱。

图3为实施例13～16中，以己酸、己二酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸为配体合成的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体上转换荧光光谱图。己酸、己二酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸的碳链长度相差不大，但羧酸个数分别为1、2、3和4个。图3显示，随着配体中羧酸个数的增加，合成的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体发光强度逐渐减弱。

图4为实施例17～19中，以丁胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺为配体合成的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体上转换荧光光谱图。图4显示，随着配体中氨基个数的增加，合成的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体发光强度逐渐减弱。

图5为稀土掺杂上转换发光材料的发光原理。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

取2.5mL0.4M的78%Y(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Er(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加16mL的去离子水和18.5mL的乙醇，再加入7ml的油酸，搅拌，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在10mL的水和10mL的乙醇中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应10h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到油酸配体络合的NaYF₄:Yb,Er。

实施例2～7

取2.5mL0.4M的78%Y(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Er(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加14mL的去离子水和16.5mL的乙醇，加入7ml的丙酸、丁酸、己酸、癸酸、十四酸或油酸和0.7g的NaOH，搅拌，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在10mL的水和10mL的乙醇中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应7h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到不同碳链长度羧酸配体络合的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体。

实施例8～9

取2.5mL0.4M的78%Y(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Er(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加17.5mL的去离子水和20mL的乙醇，加入1mmol的苯甲酸或水杨酸，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在10mL的水和10mL的乙醇中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应7h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到苯甲酸或水杨酸络合的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体。

实施例10～12

取2.5mL0.4M的78%Y(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Er(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加17.5mL的去离子水和20mL的乙醇，加入1mmol的丁二酸、苹果酸或酒石酸，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在10mL的水和10mL的乙醇中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应7h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到丁二酸、苹果酸或酒石酸络合的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体。

实施例13～16

取2.5mL0.4M的78%Y(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Er(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加17.5mL的去离子水和20mL的乙醇，加入1mmol的己酸、己二酸、柠檬酸钠或乙二胺四乙酸二钠，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在10mL的水和10mL的乙醇中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应7h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到不同羧酸个数配体络合的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体。

实施例17～19

取2.5mL0.4M的78%Y(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Er(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加17.5mL的去离子水和20mL的乙醇，加入0.2mL的丁胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在10mL的水和10mL的乙醇中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应7h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到不同胺络合的NaYF₄:Yb,Er纳米晶体。

实施例20

取2.5mL0.4M的78%Y(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Tm(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加14mL的去离子水和16.5mL的乙醇，再加入7ml的油酸和0.7g的NaOH，搅拌，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在10mL的水和10mL的乙醇中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应7h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到油酸配体络合的NaYF₄:Yb,Tm。

实施例21

取2.5mL0.4M的78%Gd(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Tm(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加14mL的去离子水和16.5mL的乙醇，再加入7ml的油酸和0.7g的NaOH，搅拌，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在10mL的水和10mL的乙醇中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应7h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到油酸配体络合的NaGdF₄:Yb,Tm。

实施例22～27

取2.5mL0.4M的78%Y(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Er(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加14mL的去离子水和16.5mL的甲醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇或丙酮，再加入73-30ml的油酸和0.7g的NaOH，搅拌，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在10mL的水和10mL的甲醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或丙酮中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应7h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到油酸配体络合的NaYF₄:Yb,Er。

实施例28

取2.5mL0.4M的78%Y(NO₃)₃,20%Yb(NO₃)₃,2%Er(NO₃)₃水溶液于烧杯中，加1.5mL的去离子水和45mL的乙二醇，再加入7ml的油酸，搅拌，形成溶液A。称取504mg的NaF溶解在5mL的水中，搅拌，形成溶液B。A搅拌30min后，在搅拌下，向A中逐滴滴加B溶液，滴加完后，超声半小时，转移至75mL水热釜中，拧盖，放入烘箱中加热，加热温度200度，反应12h，冷却，倒去上层清液，收集下面的固体，用乙醇和水的混合液体洗涤两次，离心，干燥，得到油酸配体络合的NaYF₄:Yb,Er。

Claims (8)

1.一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料，其特征在于：所述材料是配体L通过配位化学键与稀土掺杂上转换发光纳米材料中的稀土离子结合形成的纳米材料，所述稀土掺杂上转换发光纳米材料具有如下结构：

MNF_y:Yb³⁺,Re

其中，M选自Na⁺、Li⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和Ba²⁺中的一种；N为Y³⁺、Gd³⁺或Lu³⁺；y为4或5；Re为Er³⁺、Ho³⁺或Tm³⁺；

所述配体L为以C1～C18碳链为骨架的有机化合物，所述有机化合物含有1～6个取代基，所述取代基选自羧基、羟基和氨基中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述配体L为具有通式I的有机化合物：

式中，R₁为C₁～C₁₇饱和或不饱和烷基；羟基或氨基取代的C₁～C₁₇饱和烷基；羟基或氨基取代的C₁～C₁₇不饱和烷基、芳基。

3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述配体L为具有通式II的有机化合物：

式中，R₂为C₁～C₁₆饱和或不饱和烷基；羟基、氨基或羧基取代的C₁～C₁₆饱和烷基；羟基、氨基或羧基取代的C₁～C₁₆不饱和烷基、芳基。

4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述配体L为丁胺、乙二胺、或三乙烯四胺。

5.根据权利要求2所述的材料，其特征在于：所述配体L为丙酸、4-戊烯酸、顺丁烯酸、α-羟基丁酸、丙氨酸、油酸、苯甲酸或水杨酸。

6.根据权利要求3所述的材料，其特征在于：所述配体L为丁二酸、苹果酸、酒石酸、邻苯二甲酸、柠檬酸或乙二胺四乙酸。

7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的材料，其特征在于：所述掺杂上转换发光纳米材料为NaYF₄:Yb,Er、NaYF₄:Yb,Tm、LiYF₄:Yb,Er、KYF₄:Yb,Er、MgYF₅:Yb,Er、CaYF₅:Yb,Er、BaYF₅:Yb,Er、NaGdF₄:Yb,Er、或NaLuF₄:Yb,Er。

8.一种高强度稀土掺杂上转换发光纳米材料的制备方法，其特征在于：所述方法为水热-有机溶剂热合成法，按目标MNF_y:Yb³⁺,Re化合物将稀土离子源化合物与配体化合物溶于反应溶剂中，其中稀土元素离子与配体L化合物的摩尔比为2:1～1:100，加入NaOH，NaOH与配体L化合物的摩尔比为0:1～1:1，配制溶液A；将碱金属氟化物溶于反应溶剂中，形成溶液B；向溶液A中加入溶液B，氟离子与稀土离子的摩尔比为4～12，混合均匀后移至反应釜中于180～240℃，反应2～24h；

其中，反应溶剂为水-乙醇、水-甲醇、水-异丙醇、水-正丙醇、水-正丁醇或水-乙二醇溶剂，其中水与有机溶剂的体积比为2:1～1:5。

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