[發明專利]基于稀土摻雜上轉換納米材料的熒光纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 202010048278.1
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111206414B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 趙兵;祁寧;馮笑;黃小萃
• 申請（專利權）人: 南通紡織絲綢產業技術研究院;蘇州大學
• 主分類號: D06M11/17
• 分類號: D06M11/17;D06M15/37;C09K11/02;C09K11/85
• 代理公司: 蘇州見山知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32421
• 代理人: 胡益萍

本發明公開了一種基于稀土摻雜上轉換納米材料的熒光纖維，將聚多巴胺改性纖維首先浸漬在GPTMS修飾YF₃:Yb,Er納米晶膠體溶液中30?60min，取出后用乙醇反復沖洗，再次浸漬在PEI修飾YF₃:Yb,Er納米晶膠體溶液中30?60min；重復上述組裝過程，即可制備得到基于稀土摻雜上轉換納米材料的熒光纖維。本發明賦予纖維上轉換熒光性能，在防偽紡織品領域有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及基于稀土摻雜上轉換納米材料的熒光纖維及其制備方法，屬纖維材料領域。

背景技術

稀土摻雜上轉換納米材料(upconversion nanoparticles，UCNPs)由于其生物體毒性低、背景熒光弱、靈敏度高、化學穩定性高、光穩定性好、光穿透能力強、Stokes位移大等優點，成為了新一代熒光納米材料(功能材料,2017,48(05):5028-5036)，在免疫分析、生物標記、生物傳感、生物成像、藥物載體、光動力治療、光熱治療、光導開關、信息存儲、食品安全檢測、光催化以及太陽能電池等領域有著廣泛的研究和應用(化學進展,2016,28(11):1615-1625)。

UCNPs在紡織領域的研究和應用也有少量文獻報道。中國發明專利CN201410701957.9一種熒光沙柳再生纖維素纖維及其制備方法將UCNPs添加到紡絲液中，通過高效共混、濕法紡絲技術制備得到具有優異熒光性能的纖維。但是共混紡絲法只適用于合成纖維，其應用范圍受到限制。此外，UCNPs在紡絲液中團聚的難題也很難解決(化學進展,2017,29(08):892-901)。

中國發明專利CN201710836604.3利用MoO₃:Yb,Er/Tm之間的靜電作用作為成膜推動力，將纖維依次浸漬在帶正電的MoO₃:Yb,Er/Tm膠體溶液和帶負電的MoO₃:Yb,Er/Tm膠體溶液中，根據需要決定纖維表面MoO₃:Yb,Er/Tm組裝的層數，從而賦予纖維上轉換熒光性能。但是基于靜電引力或者氫鍵作用的弱超分子相互作用導致多層膜的穩定性不高，構筑基元間缺乏較為牢固的結合力，導致多層膜在較為嚴苛的條件下(如高離子強度、強酸、強堿、氧化還原劑等)會遭到破壞，從而限制了靜電層層自組裝技術的進一步應用(ChemicalSociety Reviews,2018,47(13):5061-5098)。

發明內容

本發明針對上述不足，提供一種基于稀土摻雜上轉換納米材料的熒光纖維。

本發明通過下述技術方案予以實現：(1)將平均粒徑1-20nm的無表面配體YF₃:Yb,Er納米晶與PEI混合，勻速攪拌12-24h后，使用乙醇反復清洗、離心、真空干燥，得到PEI修飾YF₃:Yb,Er納米晶；(2)將平均粒徑80-100nm的無表面配體YF₃:Yb,Er納米晶與GPTMS混合，勻速攪拌12-24h后，使用乙醇反復清洗、離心、真空干燥，得到GPTMS修飾YF₃:Yb,Er納米晶；(3)配制1wt％-5wt％的多巴胺Tris-HCl緩沖液，調節pH值至8.5，將纖維浸漬在上述緩沖液中12-24h，浴比1:50，使用乙醇反復清洗、離心、真空干燥，制備得到聚多巴胺改性纖維；(4)將PEI修飾YF₃:Yb,Er納米晶和GPTMS修飾YF₃:Yb,Er納米晶分別配制成質量分數0.1％-1％的膠體溶液，然后將上述聚多巴胺改性纖維首先浸漬在GPTMS修飾YF₃:Yb,Er納米晶膠體溶液中30-60min，取出后用乙醇反復沖洗，再次浸漬在PEI修飾YF₃:Yb,Er納米晶膠體溶液中30-60min；重復上述組裝過程，最終制備得到基于稀土摻雜上轉換納米材料的熒光纖維。