[發(fā)明專利]一種稀土中空納米晶的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610018783.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN105778902A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊婷;呂健滔;林福添
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C09K11/61
• 分類號(hào): C09K11/61;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 許英偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種稀土中空納米晶的制備和熒光增強(qiáng)的方法

背景技術(shù)

近年來(lái)稀土摻雜納米晶的制備和應(yīng)用一直備受關(guān)注，特別是由于這種納米晶相對(duì)傳統(tǒng)熒光染料和量子點(diǎn)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及低的毒性，可作為新一代的熒光探針用于各種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。其中，稀土多孔納米顆粒是一種特殊的納米材料，它們具有較高的比表面積和可滲透性，可將各種親水性分子，比如一些生物大分子、有機(jī)染料、藥物或者光敏劑等，加載到納米晶中，也就是說(shuō)稀土中空納米晶可作為一種理想的藥物載體，因此在生物醫(yī)療等領(lǐng)域中有重要的應(yīng)用前景。

目前，有序的空心材料一般是需要利用軟或硬模板去合成的。然而，使用模板通常成本較高，而且合成過(guò)程較繁瑣，這樣就阻礙了它們?cè)谏锛夹g(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。因此，研究和開發(fā)中空納米晶的無(wú)模板合成技術(shù)具有非常重要的意義。另外，稀土納米晶的發(fā)光強(qiáng)度通常取決于稀土離子內(nèi)部4f能級(jí)間的躍遷幾率，稀土離子電子層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)決定了其發(fā)光效率通常較低，特別是稀土中空納米晶，由于其中空結(jié)構(gòu)，增加了無(wú)輻射躍遷過(guò)程，很可能使其發(fā)光效率進(jìn)一步降低。如果納米晶的發(fā)光效率降低，為了增加熒光強(qiáng)度，稀土發(fā)光離子的摻雜濃度就要增加，這樣會(huì)增大納米晶對(duì)生物體的毒性。因此在不增加稀土摻雜濃度的前提下，如何提高稀土中空納米晶的熒光強(qiáng)度以降低對(duì)生物體的毒性影響也具有重要的研究?jī)r(jià)值和意義。

稀土納米晶的發(fā)光效率普遍較低，通過(guò)摻雜Li⁺離子提高稀土中空氟化鑭納米晶熒光強(qiáng)度的報(bào)導(dǎo)還沒有。開發(fā)中空納米晶的無(wú)模板合成技術(shù)對(duì)材料和化學(xué)學(xué)科的發(fā)展具有重要的推動(dòng)意義，另外，增強(qiáng)這種稀土中空納米晶的熒光強(qiáng)度也會(huì)對(duì)材料和物理學(xué)科的發(fā)展有積極的促進(jìn)作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種稀土中空納米晶的制備方法，其具有無(wú)模板、簡(jiǎn)便、成本低廉和綠色通用的優(yōu)點(diǎn)，制備的納米晶形貌比較均一，分散性良好，幾乎每個(gè)納米顆粒都具有中空結(jié)構(gòu)，并具有水溶性，另外熒光強(qiáng)度也得到有效提高，可作為藥物載體應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種稀土中空納米晶的制備方法，包括以下步驟：

a、配置稀土離子La和Eu的稀土可溶鹽水溶液，稀土離子濃度為0.05-0.25mol/L；配置鋰離子可溶鹽水溶液，濃度為0.05-0.1mol/L；

b、將0.3-0.6g分子量為10000-30000的聚乙烯吡咯烷酮，加入到10mL水和15mL乙醇的混合溶液中，攪拌10-20分鐘，得到透明溶液；

c、將步驟a配置好的所述稀土可溶鹽水溶液和所述鋰離子可溶鹽水溶液滴加到步驟b所得溶液中，攪拌20-30分鐘，得到透明溶液；

d、配置NH₄F水溶液，濃度為1mol/L，將配置好的溶液慢慢滴加到步驟c所得溶液中，得到白色膠狀溶液，攪拌20-30分鐘；

e、將步驟d所得膠狀溶液倒入水熱釜中，190度反應(yīng)3-6小時(shí)，冷卻至室溫，去離子水洗滌3-5次，3000-9000rpm/min條件下離心3-10分鐘，所得白色產(chǎn)物放入烘箱中60-80℃干燥12小時(shí)即得稀土中空納米晶粉末。

進(jìn)一步，所述稀土可溶鹽為稀土硝酸鹽，所述鋰離子可溶鹽為硝酸鋰

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述一種稀土中空納米晶的制備方法，采用簡(jiǎn)單的無(wú)模板一鍋水熱反應(yīng)，利用自重結(jié)晶和局域Ostwald熟化形成LaF₃：Eu³⁺中空納米晶，通過(guò)摻雜一定濃度的Li⁺離子，納米晶的紅光發(fā)光強(qiáng)度大大增強(qiáng)。該方法成本低、簡(jiǎn)便、無(wú)毒，適用于其他稀土中空納米發(fā)光材料的制備和熒光增強(qiáng)。采用本方法制得的稀土中空納米晶具有大小均一、分散性好、有水溶性和熒光強(qiáng)度高等特點(diǎn)，孔洞在所有納米晶里清晰可見，大小范圍大約5-10nm。這種中空結(jié)構(gòu)的稀土納米晶是一種理想的藥物載體，可與其他化學(xué)物質(zhì)復(fù)合構(gòu)建成新型的功能材料，在生物熒光成像、動(dòng)力學(xué)診療和光催化等方面都具有非常重要的研究和應(yīng)用意義。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，在附圖中：

圖1為實(shí)施例1制備的稀土中空三氟化鑭發(fā)光納米晶的X射線衍射圖；

圖2為實(shí)施例1制備的稀土中空三氟化鑭發(fā)光納米晶的透射電子顯微鏡照片；