一种复合纳米材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米技术领域，尤其涉及一种具有高光热转换效率的复合纳米材料，还涉及一种通过阳离子交换技术制备复合纳米材料的方法。
【背景技术】
[0002]最近，Bi2Se3m米晶被用作光热转换试剂而引起广大研究工作者的关注，它可被用来替代传统的治疗和控制癌症的治疗方法，它可以有效地避免损害健康细胞和摧毁免疫系统。这主要基于Bi2Se3在近红外区域(NIR，λ = 700-1 lOOnm)有较大的吸收系数和较高的光热转换效率。近红外光在Bi2Se3纳米晶中的非辐射复合导致在生物组织当中的的散射和吸收相对较低，在生物体组织中可以穿透大约几个厘米，因此在光热技术治疗癌症方面具有应用前景。
[0003]就光热治疗而言，通过安全功率密度的激光辐射安全无毒的光热试剂，光热试剂周围环境的温度会升高。癌症细胞在42-43°C之间被加热2h即可被灭活，而健康的细胞却可以在43°C下被加热相当长时间后仍能存活。传统的治疗癌症的热疗方法有许多缺点，如会杀死健康细胞，破坏免疫系统，并且会增加二次癌症的风险。由于这些原因，光热治疗是一种非常有前景的治疗癌症的途径。到目前为止，主要有四种光热试剂。研究较为广泛的为贵金属纳米粒子，主要指金、锗、钯等。但是最明显的一个缺点是原材料过于昂贵。其次是机化合物，例如，吲哚菁绿染料和聚苯胺，其缺点是易于光漂白。第三种是碳基材料，如氧化石墨稀、碳纳米管、还原氧化石墨稀等。此外还有是硫族化合物半导体。目前关于Bi2Se3的光热转换的性质的工作鲜有报道。Bi2Se3的光热转换的机制是能量带跃迀，与贵金属纳米粒子和碳基材料的机理不同，并非表面等离子体共振。表面等离子体共振依赖于周围环境的介电常数，因此在活体内等离子体吸收的最大峰位置会发生漂移。对于Bi2Se3，溶剂介电常数不会改变光热转换效率。与CuS、CuSe相比，812363是一种更为安全、毒性更低的化合物，因此更适合用作光热治疗的光热试剂。
[0004]制备Bi2Se3纳米材料的方法有很多种，如分子束外延法、溶剂热合成和化学气相沉积等。然而，先前的有关合成Bi2Se3的工作只能得到几百纳米甚至更大尺寸的材料。这样的材料无法在活体中应用。合成尺寸小于50nm的Bi2Se3纳米材料是非常有必要的。另夕卜，在活体中用于光热消解治疗的光热材料应当是水溶性的。
[0005]综上所述，以贵金属为主的光热试剂，原材料昂贵，制备过程复杂；而碳基材料光热效果不太理想；有机化合物的光漂白等缺点都限制了它们的实际应用。Bi基材料具有生物友好性，特别是通过阳离子交换技术制备过程简单，易于控制尺寸，利于表面修饰等特点，成为光热试剂的新宠。
【发明内容】
[0006](一 )要解决的技术问题
[0007]本发明的目的在于，提供一种复合纳米材料及其制备方法，该复合纳米材料具有光热转换效率高、分散性好、生物互溶性好的优点。
[0008]( 二)技术方案
[0009]本发明提供一种复合纳米材料，其由复合结构纳米晶组成，所述复合结构纳米晶包括CdSe和Bi2Se3，其中，CdSe的直径为3_5nm，Bi2Se3的厚度为l_2nm，Bi与Cd摩尔比为1:4ο
[0010]本发明还提供一种复合纳米材料的制备方法，以Bi (Ν03)3.5H20为Bi源，以CdSe纳米晶溶液为基体，在超声波作用下进行阳离子交换，并控制Bi与CdSe摩尔比为1: 4，制得复合结构纳米晶。
[0011](三)有益效果
[0012]本发明提供的复合纳米材料通过X射线粉末衍射分析，所获得的纳米材料复合特性明显，紫外-可见光吸收光谱分析发现，纳米晶随着Bi2Se3厚度的增加，吸收红外光能力明显增强。透射电子显微镜结果表明，复合结构纳米晶具有晶型结构良好，尺寸均匀。通过光热转换结构分析，复合结构纳米晶最高光热转换效率为27.9%。
【附图说明】
[0013]图1为本发明提供的复合结构纳米晶的透射电子显微镜分析图；
[0014]图2为本发明提供的复合结构纳米晶的XRD分析图；
[0015]图3为本发明提供的复合结构纳米晶吸收光谱分析图；
[0016]图4为本发明提供的复合结构纳米晶光热转换特性分析图。
【具体实施方式】
[0017]本发明提供一种复合纳米材料及其制备方法，复合纳米材料由包括CdSe和Bi2Se3的复合结构纳米晶组成，并且该复合结构纳米晶是以Bi (Ν03)3.5H20为Bi源，以CdSe纳米晶溶液为基体，在超声波作用下进行阳离子交换而制得的。本发明提供的复合结构纳米晶不仅在980nm波长处的光热转换效率非常高，并且由于表面有巯基的修饰，量子点还有良好的光稳定性和生物相容性。
[0018]根据本发明的一种实施方式，复合纳米材料由复合结构纳米晶组成，复合结构纳米晶包括CdSe和Bi2Se3其中，CdSe的直径为3_5nm，Bi如3的厚度为l_2nm，Bi与Cd摩尔比为1:4。
[0019]根据本发明的一种实施方式，复合结构纳米晶为球状结构，其直径为5nm。
[0020]根据本发明的一种实施方式，复合纳米材料的制备方法包括:以Bi (N03) 3.5H20为Bi源，以CdSe纳米晶溶液为基体，在超声波作用下进行阳离子交换，并控制Bi与CdSe摩尔比为1:4，制得所述复合结构纳米晶。
[0021]根据本发明的一种实施方式，所述CdSe纳米晶溶液的制备方法包括:将Na2SeS03溶液与Cd前驱体溶液混合，使Cd与Se的摩尔比为1:1，并在100°C下对所述混合溶液进行微波反应，微波反应时间为5min，得到CdSe纳米晶溶液。
[0022]根据本发明的一种实施方式，在微波系统的反应装置中对所述混合溶液进行微波反应。
[0023]根据本发明的一种实施方式，Cd前驱体溶液的制备方法包括:以水溶性CdCl2SCd源，加入Cd离子配位剂，用NaOH调节PH值至8，利用氮气除氧30min，得到Cd前驱体溶液。
[0024]根据本发明的一种实施方式，Cd离子配位剂为巯基乙酸。
[0025]根据本发明的一种实施方式，Na2SeS03溶液的制备方法包括:将Se粉溶于Na 2S03溶液中，在氮气保护下连续搅拌，得到Na2SeS03溶液，其中，Se粉在Na #03溶液中的反应时间为1?3小时。
[0026]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体