[发明专利]磁性上转换发光双功能同轴复合纳米纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体说涉及磁性上转换发光双功能同轴复合纳米纤维及其制备方法。

背景技术

一维纳米结构材料的制备及性质研究是目前材料科学研究领域的前沿热点之一。同轴复合纳米纤维由于其独特的性能、丰富的科学内涵、广阔的应用前景以及在未来纳米结构器件中占有的重要战略地位，近年来引起了人们的高度重视。

上转换发光过程是指材料吸收较低能量光子发出较高能量光子的过程，上转换材料所具有的这一特殊性质使其在激光技术、光纤通讯技术、纤维放大器、显示技术与防伪等诸多领域具有广阔的应用前景。上转换材料通常包括激活剂、敏化剂和基质。铒离子Er³⁺具有丰富的能级，且部分能级寿命较长，上转换效率很高，是目前研究较多的上转换材料的激活剂。以Er³⁺离子为激活剂的上转换材料通常采用镱离子Yb³⁺为敏化剂。稀土四氟化物由于具有丰富的4f能级和较低的声子能，是目前稀土离子掺杂的高效上转换发光材料的基质之一。铒镱双掺四氟钇钠NaYF₄:Er³⁺,Yb³⁺是一种重要的上转换发光材料，具有重要而广泛的应用。

磁性-荧光双功能复合材料为疾病诊断和治疗提供了一种新的平台，由于它们的双功能性质使疾病的“发现-检测-治疗”成为一体。这种复合材料的使用将进一步改进诊断的效率和减少副作用，引起了研究者的高度关注。目前，磁性-荧光双功能复合纳米材料的研究已经有较多的报道，例如，Hongxia Peng,et al采用直接沉淀法制备了Fe₃O₄YVO₄:Eu³⁺核壳结构磁光纳米粒子[Journal of Alloys and Compounds,2011,509,6930]；刘桂霞等采用水热法制备了Fe₃O₄Gd₂O₃:Eu³⁺核壳结构磁光复合纳米粒子[化学学报,2011,69(9),1081]；A Son,et al采用火焰喷雾分解法制备了Fe₃O₄Gd₂O₃:Eu³⁺核壳结构磁光纳米粒子[Anal.Biochem.,2007,370,186]。目前未见磁性上转换发光双功能同轴纳米带的报道。

四氧化三铁Fe₃O₄是一种重要而广泛应用的磁性材料。人们已经采用多种方法，如沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热与溶剂热法、热分解法、静电纺丝法等方法成功地制备出了Fe₃O₄纳米晶、纳米棒、纳米线、纳米膜、杂化结构、核壳结构纳米颗粒等纳米材料，技术比较成熟。NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺是一种良好的上转换发光材料，已经采用沉淀法，水热法，静电纺丝法制备了NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺纳米晶，纳米棒，纳米纤维和纳米带。