[发明专利]一种凹凸棒土量子点纳米复合荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种凹凸棒土/量子点纳米复合荧光材料，具体涉及到该复合材料的制备方法。

背景技术

量子点(quantum，QDs)又称为半导体纳米晶体，具有优良的荧光性能，特别是水溶性的量子点，在生物化学、分子生物学、细胞生物学以及医学研究方面显示了极其广阔的应用前景。然而，量子点的制备方法多以有机相合成为主，得到的是脂溶性的产品，极大地阻碍了量子点在生物研究领域的应用。将脂溶性量子点表面包覆一层巯基乙酸，可提高其水溶性[Science281(5385)，2016(1998)]；采用水相合成的方法，直接获得表面包被有巯基乙酸的水溶性量子点[J Phys Chem B，106(29)，7177(2002)]；将量子点包被到脂质体中也可提高水溶性[Science，298(5599)，1759(2002)]。这些方法由于巯基乙酸和脂质体的不稳定性，使得上述量子点极易降解；将量子点表面包裹上SiO₂层，制成核壳形结构虽然使其水溶性及稳定性得到了提高，但荧光强度却明显下降，从而阻碍了其进一步的生物应用研究[Science，281(5385)，2013(1998)]。

发明内容

技术问题：到目前为止，制备荧光量子效率较高、光化学稳定性好、具有水溶性的量子点复合材料仍是存在的技术难题。因此，本发明提供一种凹凸棒土量子点纳米复合荧光材料及其制备方法，以适应其在生物医学领域的广泛应用。

技术方案：凹凸棒土是一种具有层链状结构的含水富镁铝硅酸粘土矿物，为天然的尺寸均一的一维纳米材料，表面存在的羟基及内部存在的孔道结构赋予了其优良的胶体性、吸附性、离子交换性等，且价格低廉，已被成功用于多方面的工业应用。

本发明的一种凹凸棒土量子点纳米复合荧光材料，该材料包括无机量子点和分散均匀的纳米凹凸棒土，其量子点位于纳米凹凸棒土的孔道内部，所述的无机量子点为氧化锌、硫化锌或硫化镉。

本发明的一种凹凸棒土量子点纳米复合荧光材料的制备方法包括以下步骤：

a.在金属离子盐的水溶液中加入纳米凹凸棒土，20-80℃下磁力搅拌1-60h，将固体离心后，去离子水清洗，烘干后得凹凸棒土/金属离子，

b.取凹凸棒土/金属离子，将其与阴离子源在20-80℃下反应1-60h，将固体离心，洗涤，烘干后得到凹凸棒土量子点纳米复合荧光材料。

所述的步骤a所述的金属离子盐为醋酸锌、氯化锌或氯化镉。

所述的步骤b所述的阴离子源为氢氧化钠、硫化钠、硫化氢或硫脲。

有益效果：利用本发明制得的凹凸棒土量子点复合材料为尺寸均一的一维纳米材料，兼具量子点的荧光性能和凹凸棒土的水溶性，其荧光来源于孔道内部量子点的本征发光，量子点尺寸可控。

制备方法具有简便、易行、低成本无污染且安全性高的优点，可通过调节其它原料得到不同发光波长的棒状纳米粒子。

附图说明

图1为本发明实施例1所得的荧光光谱图，

图2为本发明实施例2所得的荧光光谱图。

具体实施方式

本发明的凹凸棒土量子点纳米复合荧光材料包括无机量子点和分散均匀的纳米凹凸棒土，其量子点位于纳米凹凸棒土的孔道内部。

无机量子点为氧化锌、硫化锌或硫化镉。

本发明的凹凸棒土量子点纳米复合荧光材料的制备方法包括以下步骤：

a.在金属离子盐的水溶液中加入纳米凹凸棒土，20-80℃下磁力搅拌1-60h，将固体离心后，去离子水清洗，烘干后得凹凸棒土/金属离子，

b.取凹凸棒土/金属离子，将其与阴离子源在20-80℃下反应1-60h，将固体离心，洗涤，烘干后得到凹凸棒土量子点纳米复合荧光材料。

步骤a所述的金属离子盐为醋酸锌、氯化锌或氯化镉。

步骤b所述的阴离子源为氢氧化钠、硫化钠、硫化氢或硫脲。

实施例1：在反应容器中加入0.15g纳米凹凸棒土，30ml浓度为0.1M的Zn(CH₃COO)₂溶液，30℃下磁力搅拌8h，将固体离心后，去离子水清洗，烘干后得凹凸棒土/Zn²⁺。取适量凹凸棒土/Zn²⁺，加入40ml浓度为0.25M的NaOH的乙醇溶液中，65℃下磁力搅拌12h。将固体离心，用乙醇洗涤，烘干后得到凹凸棒土/ZnO复合纳米材料。