摘要：无机纳米稀土发光材料是一种重要的发光材料,具有独特的光、电和化学性质,在高性能磁体、发光器件、显示、生物标记、光学成像和光学治疗等方面得到了广泛的应用。稀土发光材料的这些性质与材料的尺寸和形状密切相关,近年来研究者已经利用多种合成方法制备了不同形状的纳米稀土发光材料,包括纳米线、纳米棒、纳米管、纳米纤维和纳米片等。本文综述了无机纳米晶体的几种常见制备以及处理方法并对实验内容进行简单规划。

1.引言

以纳米科技为中心的新科技革命已经成为21世纪的主导，作为纳米科技的一个重要分支，纳米材料已经成为现代科学发展的前沿。纳米材料是指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米尺度（1-100 nm）或由它们作为基本单元构成的材料，通常分为零维材料（纳米粒子、量子点等），一维材料（纳米线、纳米管、纳米带、纳米棒等），二维材料（纳米薄膜、分子外延膜等）以及三维材料（纳米立方体、纳米花等）.纳米材料科学与技术的不断发展带来了很多新的问题，它涉及许多未知的过程及新奇的现象，很难用传统的物理或化学理论进行解释，从某种意义上来说，纳米材料研究的进展势必把包括物理、化学在内的多门学科推向一个新的层次，也会给21世纪多学科的研究带来新的机遇。当小粒子的尺寸进入纳米量级（1-100 nm）时，其本身具有四大效应^[16]：表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应，从而展现出许多与传统材料不同的物理、化学性质。

近期，稀土掺杂的上转换纳米晶体（UCNCs）因其基本的科研意义以及诸如测距、彩色显示、光伏、尤其是在生物成像上的不同的潜在应用^[1]而受到了广泛的关注。在活体成像技术中应用上转换发射技术因其高分辨率和高选择性，被公认为是下一代发光成像技术。

稀土发光材料在纳米化后具有许多优良的性能和广泛的用途,目前已成为发光材料研究的一个热点。稀土元素的光学性能主要来源于电子在4f 壳层内部的部分禁阻跃迁^[2],其发射光谱呈线状,具有色彩鲜艳、发光寿命长、耐高温、高激发能量密度、高流明当量的特点^[10]。另外,稀土发光材料具有其它发光材料所不具备的发光亮度高、余辉时间长、发射光波长可调、无辐射无污染等优点,因此它在彩色电视荧光粉、三基色灯用荧光粉、医用影像荧光粉、计算机显示器、核物理、辐射场和军事等方面得到了广泛的应用^[2]。

2.制备

由于稀土元素特殊的电子结构及较大的原子半径, 其化学性质与其它元素有很太不同, 因此, 稀土纳米氧化物的制备方法和后处理技术上, 与其它元素也有所不同。目前, 制备纳米晶体的方法大致分为3 大类:化学液相法(沉淀法、溶胶凝胶法、水热法、等离子体化学法) ;机械合金化;气相法(化学气相沉积CVI )、物理气相沉积（PVD）^[4-6]。

2.1水热法

水热合成是指在高温高压下利用溶液中物质的化学反应所进行的合成。这种方法利用无机物在高温高压下几乎都具备可溶性的特点,在控制合适条件的情况下,使得溶于水中的物质能够从液相中结晶出来^[3]。以水作为溶剂称为水热法,如果溶剂中含有液态有机物或完全以有机物作为溶剂称为溶剂热。

水热和溶剂热法允许在大大低于传统固相反应所需温度的情况下实现无机材料的合成。相对于其它合成方法,水热和溶剂热方法所合成的产物结晶性也非常好。用此法可制备出物相均匀、纯度高、晶型好、单分散、形状及尺寸可控的纳米微粒。而水热法的缺点在于:它只适用于氧化物材料或对水不敏感材料的制备和处理,而一些对水敏感(水解、分解、不稳定体系) 的材料,水热法就不适用了。