[发明专利]一种通过控制核大小影响四氟镥钠包四氧化三铁尺寸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能纳米材料技术领域，具体为一种通过改变核尺寸制备不同大小核壳结构的四氟镥钠包裹四氧化三铁晶体的方法。

背景技术

稀土上转换发光材料在生物成像技术上的快速发展，比如明显的发射光线，较长的寿命，更优秀的耐光性以及无毒性质。上转换发光过程涉及到在近红外区域中，通过多种光子吸收和能量的跃迁，完成低能级的光到高能级可见光的转换。这种光致发光的机制不包括传统的发光材料和内源荧光物质。稀土上转换纳米颗粒作为光致发光生物成像的材料展现了许多优点，比如无干扰的近红外发射光的应用等，这是小动物高对比度成像的理想候选材料，而之前的生物探测则有对比度过小的局限性。此外，超顺磁的四氧化三铁纳米颗粒与稀土纳米颗粒结合制造具有磁性操作的成像，作为成像材料结合了光学与磁性。四氟镥钠作为生物探针将会是理想的基础材料，因为基于四氟镥钠的稀土上转换纳米颗粒具有很高的上转换发光的量子产率。

通过调节反应参数来调控四氧化三铁的微观结构和形貌，从而合成不同尺寸的四氟镥钠来作为生物探针，用于生物成像方面，已发表在Biomaterials 33(2012)4618-4627中。文中用五步法合成了四氟镥钠包裹四氧化三铁核壳结构的纳米颗粒，然而因为四氧化三铁尺寸过大，使得最终得到的产物尺寸过大，不利于实际应用。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种通过改变核尺寸制备不同大小核壳结构的四氟镥钠包裹四氧化三铁晶体的方法。该方法是在温和的合成条件下通过改变乙二醇与二甘醇的溶剂比例，实现了可控性合成纳米晶体材料，降低生产成本，并具有一定的普适性。

本发明提供简单有效的控制核壳结构四氟镥钠包裹四氧化三铁晶体的方法，技术方案如下：

步骤1：采用溶剂热反应的制备方法，取不同比例的乙二醇与二甘醇(总容积20毫升)，添加氯化铁，丙烯酸钠，醋酸钠，搅拌分散，放入烘箱200℃条件下，恒温反应12h

步骤2：产物烘干后加入乙醇，纯水，氨水以及正硅酸乙酯，常温下搅拌12h

步骤3：之后掺杂稀土，稀土比例为Lu∶Yb∶Er＝78∶20∶2，液体放入玻璃瓶中加热90℃，2h

步骤4：高温煅烧，600℃，2h，加热速率：2摄氏度每分钟

步骤5：添加氟化钠以及氟化氢溶液，溶液加热到80℃，反应2h

步骤6：反应结束后用乙醇和去离子水洗涤数次后烘干

本发明通过改变核尺寸控制了核壳结构的纳米颗粒大小，与其它合成方法相比，其操作简单，控制变量少，反应条件温和，反应时间相对减短，大大的降低了制备成本和操作难度。并且，此合成方法的原理对控制类似核壳结构材料的大小，具有十分重要的借鉴意义。

附图说明

图1为实施例1合成四氧化三铁的透射电镜。

图2为实施例1所得最终产物的透射电镜。

图3为实施例2合成四氧化三铁的透射电镜。

图4为实施例2所得最终产物的透射电镜。

图5为实施例1至实施例5所得四氧化三铁的衍射峰图。

具体实施方式

实施例1：

称取0.54g Fecl₃·6H₂O，1.5g Na acrylate，1.5g NaOAc放置入烧杯，加入0mL乙二醇，20mL二甘醇搅拌均匀，放入高温反应釜，200℃下反应12h后洗涤烘干成四氧化三铁粉末备用。

称取0.05g上述粉末，置于40mL乙醇与10mL纯水中，加入0.5mL氨水以及0.5mL TEOS均匀搅拌，室温下搅拌12h后洗涤烘干成粉末备用。

称取0.02g上述粉末，0.016g Lucl₃，0.0038g Ybcl₃，0.0002g Ercl₃，2.2g urea放置入烧杯，加入20mL纯水搅拌均匀，放入玻璃瓶中，90℃下反应2h后洗涤烘干成粉末备用。

上述粉末放于马弗炉中，高温煅烧600℃反应2h，升温速率为2℃/min。

称取0.02g上述粉末，0.14g NaF放入烧杯中，加入4mL HF(0.1mol/mL)溶液，11mL纯水，超声均匀，放入反应釜，80℃下反应2h后洗涤烘干成粉末。

实施例2：