[发明专利]利用微波加热技术制备稀土荧光二氧化硅纳米颗粒的方法

权利要求书

1.一种稀土荧光二氧化硅纳米颗粒的制备方法，其包括以下步骤：

1)二氧化硅纳米颗粒的制备：将水、油、表面活性剂、助表面活性剂混合形成油包水(W/O)微乳液体系，再依次加入正硅酸酯和催化剂，制备出大小可控的二氧化硅纳米颗粒，其中所述正硅酸酯选自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四丙酯；所述油选自环己烷、正己烷、正戊烷、正己烷；所述水为超纯水；所述表面活性剂选自Triton X-100、二-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚；所述助表面活性剂选自正辛醇、正庚醇、正己醇；所述表面活性剂和助表面活性剂的质量比w在1-2的范围内；

2)微波加热辅助二氧化硅纳米颗粒的表面功能化：微波加热，将带有功能性基团的硅烷试剂修饰到步骤1)所得的二氧化硅纳米颗粒 表面，使二氧化硅纳米颗粒表面固定有用于化学键合的功能性基团；所述带有功能性基团的硅烷试剂选自：3-氨丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷或5,3-甘油酸丙烷三甲氧基硅烷；

3)荧光稀土络合物的制备：将稀土离子与稀土配体混合，反应，得到荧光稀土络合物；所述稀土配体为螯合特定稀土离子的有机化合物，选自β-二酮类化合物、邻菲罗啉类化合物、水杨酸类化合物、联吡啶类化合物；所述稀土离子选自Eu³⁺、Tb³⁺、Sm³⁺和Dy³⁺；其中所述稀土配体与稀土离子的摩尔比为1:2至3:1；

4)荧光稀土络合物的固定化：微波加热，将荧光稀土络合物化学键合到步骤2)所得的表面带有功能性基团的二氧化硅纳米颗粒表面，形成具有荧光性能的二氧化硅稀土络合物，经丙酮封闭反应体系后，洗涤，即得产物稀土荧光二氧化硅纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中在步骤1)中，所述表面活性剂和助表面活性剂的质量比w为1.2-1.6。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中在步骤1)中，所述最优选的质量比w＝1.5。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述稀土配体与稀土离子的摩尔比为2：1。

5.根据权利要求1的制备方法，其中所述稀土配体是带有活性基团的稀土配体，其包括分子上带有磺酰氨基、琥珀酰亚胺基或马来酰亚胺基基团的稀土配体，在微波作用下，直接与二氧化硅表面功能基团键合。

6.根据权利要求1的制备方法，其中所述稀土配体是带有没有活性但可被活化的功能基团的稀土配体，其包括分子上带有氨基、巯基或羧基基团的稀土配体，在微波作用下，通过相应的交联试剂与二氧化硅表面功能基团键合。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其中所述带有功能性基团的硅烷试剂与稀土配体的摩尔比为2.5:1至10:1。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其中所述带有功能性基团的硅烷试剂与稀土配体的摩尔比为2.5:1。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其中步骤1)中制备的二氧化硅纳米颗粒的直径在20-100nm范围内。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其中步骤1)中制备的二氧化硅纳米颗粒的直径在20-100nm范围内。

11.根据权利要求8所述的制备方法，其中步骤1)中制备的二氧化硅纳米颗粒的直径在20-100nm范围内。

12.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其中在步骤2)中，微波加热条件为：反应温度70℃，反应时间20min，微波功率700W；并且在步骤4)中，微波加热条件为：反应温度59℃，反应时间20min，微波功率700W。