一种柔性超疏水上转换发光薄膜及制备方法_2

文档序号:9345074阅读:来源:国知局
转换荧光光谱图片;
[0025]图10为本发明实施例2所制备的NaYF4=Yb 3+,Tm3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下的上转换荧光光谱图片;
[0026]图11为本发明实施例1所制备的NaYF4=Yb 3+,Er3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下对含有罗丹明B的水溶液液滴荧光检测光谱图:
[0027]图12为本发明实施例2所制备的NaYF4=Yb 3+,Tm3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下对含有抗生物素蛋白的水溶液液滴荧光检测光谱图。
【具体实施方式】
[0028]下面以具体实施例的方式对本发明作进一步说明:
[0029]实施例1:
[0030]将0.48mmol六水氯化?乙、1.2mmol氯化钠、0.108mmol六水氯化镱和0.012mmol六水氯化铒加入到9ml乙二醇溶液中,磁力搅拌30min,获得溶液A ;同时将0.15g支化聚乙烯亚胺PEI和0.11112g氟化铵加入到另一 6ml乙二醇溶液中搅拌60min,获得溶液B。接着将配制好的溶液A与溶液B混合搅拌lOmin,再将该混合溶液转移到高压反应釜中,密封后置于电烘箱中进行溶剂热反应,反应温度为200°C,时间为120min。反应结束后反应釜自然冷却至室温,开釜,离心取出制得的白色产物,用无水乙醇反复洗涤4次,最后将该产物于60°C下真空干燥12小时,即获得NaYF4=Yb 3+,Er3+上转换发光纳米粒子。
[0031]将10mg步骤I)中所制得的NaYF4=Yb 3+,Er3+上转换发光纳米粒子放入5ml N、N-二甲基甲酰胺溶液中超声6小时,然后将Ig高分子PS粉末加入到上述溶液中50°C下搅拌6小时,配制成NaYF4=Yb 3+,Er3+上转换发光纳米粒子/PS电纺前驱体溶液。接着,将该前驱体溶液装入带有直径为0.5mm喷嘴的医用注射器中,保持喷嘴与接地接收板的距离为15cm,将铜电极放入溶液中施以1KV的高压,进行静电纺丝,从而获得NaYF4=Yb 3+,Er3+上转换发光纳米粒子嵌入PS纤维的复合网毡薄膜材料,即NaYF4=Yb 3+,Er3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜。
[0032]制得的NaYF4=Yb 3+,Er3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的扫描电子显微镜照片如图1所示。从图中清晰可见所制得纤维的直径为0.8?1.2μπι。从图2所示的本实施例所制备的NNaYF4:Yb 3+,Er3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的透射电子显微镜照片图可见粒径为30?60nm的NaYF4=Yb 3+,Er3+上转换发光纳米粒子嵌入到PS电纺纤维矩阵中,且分布较为均匀。从图3所示的本实施例所制备的NaYF4:Yb 3+,Er3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的光学照片可知该薄膜为纤维交错编织成的宏观体相网毡薄膜。从图4所示的本实施例所制备的NaYF4:Yb3+,Er3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜折叠后的光学照片可知该薄膜具有柔性和可剪裁性。从图7所示的本实施例所制备的NaYF4:Yb 3+,Er3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的X射线衍射谱图可以看到立方相NaYF^ (111),(200),(220),(311)和(222)晶面衍射峰,可证明NaYF4=Yb 3+,Er3+上转换发光纳米粒子已经成功嵌入到PS纤维矩阵中,并编织成复合薄膜。从图9所示本实施例所制备的NaYF4=Yb 3+,Er3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜在980nm激光激发下的上转换荧光光谱图片可知,该复合薄膜具有与纯NaYF4=Yb 3+,Er3+上转换发光纳米粒子相同的上转换发光特性,在绿光波段有较强的光发射。从图11所示本实施例所制备的NaYF4=Yb 3+,Er3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下对含有罗丹明B的水溶液液滴(0.0lppm)荧光检测光谱图可见,除了 NaYF4=Yb 3+,Er3+上转换发光纳米粒子荧光特征峰之外,在610nm处出现一个新的荧光带,该峰为染料罗丹明B的荧光峰。因此,可证明该薄膜对水相荧光检测具有超高的灵敏度。
[0033]实施例2:
[0034]将0.48mmol六水氯化?乙、1.2mmol氯化钠、0.12mmol六水氯化镱和0.0012mmol六水氯化铥加入到9ml乙二醇溶液中,磁力搅拌40min,获得溶液A ;同时将0.15g支化聚乙烯亚胺PEI和0.11112g氟化铵加入到另一 6ml乙二醇溶液中搅拌80min,获得溶液B。接着将配制好的溶液A与溶液B混合搅拌15min,再将该混合溶液转移到高压反应釜中,密封后置于电烘箱中进行溶剂热反应,反应温度为200°C,时间为130min。反应结束后反应釜自然冷却至室温,开釜,离心取出制得的白色产物,用无水乙醇反复洗涤4次,最后将该产物于60°C下真空干燥10小时,即获得NaYF4=Yb 3+,Tm3+上转换发光纳米粒子。
[0035]将IlOmg步骤I)中所制得的NaYF4=Yb 3+,Tm3+上转换发光纳米粒子放入5ml N、N- 二甲基甲酰胺溶液中超声5小时,然后将0.95g高分子PS粉末加入到上述溶液中48°C下搅拌7小时,配制成NaYF4=Yb 3+,Tm3+上转换发光纳米粒子/PS电纺前驱体溶液。接着,将该前驱体溶液装入带有直径为0.5mm喷嘴的医用注射器中,保持喷嘴与接地接收板的距离为12cm,将铜电极放入溶液中施以12KV的高压,进行静电纺丝,从而获得NaYF4=Yb 3+,Tm3+上转换发光纳米粒子嵌入PS纤维的复合网毡薄膜材料,即NaYF4=Yb 3+,Tm3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜。
[0036]制得的NaYF4=Yb 3+,Tm3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的扫描电子显微镜照片如图5所示。从图中清晰可见所制得纤维的直径为0.8?1.2μπι。从图6所示的本实施例所制备的NNaYF4=Yb 3+,Tm3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的透射电子显微镜照片图可见粒径为30?60nm的NaYF4=Yb 3+,Tm3+上转换发光纳米粒子嵌入到PS电纺纤维矩阵中,且分布较为均匀。从图7所示的本实施例所制备的NaYF4:Yb 3+,Tm3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的X射线衍射谱图可以看到立方相NaYF^ (111),(200),(220),(311)和(222)晶面衍射峰,可证明NaYF4=Yb 3+,Tm3+上转换发光纳米粒子已经成功嵌入到PS纤维矩阵中,并编织成复合薄膜。从图8所示的本实施例所制备的NaYF4=Yb 3+,Tm3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜接触角测试图片可知平均接触角值高于150°,即该薄膜具有超疏水性能。从图10所示本实施例所制备的NaYF4=Yb 3+,Tm3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜在980nm激光激发下的上转换荧光光谱图片可知,该复合薄膜具有与纯NaYF4=Yb 3+,Tm3+上转换发光纳米粒子相同的上转换发光特性,在蓝光波段有较强的光发射。从图12所示本实施例所制备的NaYF4=Yb 3+,Tm3+纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下对含有抗生物素蛋白的水溶液液滴(0.0lppm)荧光检测光谱图可见,除了 NaYF4=Yb 3+,Tm3+上转换发光纳米粒子荧光特征峰之外,在530nm处出现一个新的荧光带,该峰为抗生物素蛋白的荧光峰。因此,可证明该薄膜对水相荧光检测具有超尚的灵敏度。
[0037]实施例3:
[0038]将0.48mmol六水氯化I乙、1.2mmol氯化钠、0.095mmol六水氯化镱和0.022mmol六水氯化铒加入到9ml乙二醇溶液中,磁力搅拌50min,获得溶液A ;同时将0.15g支化聚乙烯亚胺PEI和0.11112g氟化铵加入到另一 6ml乙二醇溶液中搅拌60min,获得溶液B。接着将配制好的溶液A与溶液B混合搅拌20min,再将该混合溶液转移到高压反应釜中,密封后置于电烘箱中进行
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