[发明专利]一种铂金掺杂荧光纳米纤维的静电纺丝制备方法

说明书

本发明提供了一种铂金掺杂荧光纳米纤维的静电纺丝制备方法，利用含有纳米铂金的聚乙烯基亚胺水溶液与聚乙烯醇（PVA）溶液制备成纺丝前液，利用静电纺丝技术制备出铂金掺杂荧光纳米纤维。本发明公开的铂金掺杂纳米纤维的静电纺丝制备方法，操作简单，绿色环保，不仅具有传统纳米纤维材料特殊的纳米效应，而且赋予纳米纤维具有荧光的功能，在复合材料性能增强、生物医学以及精密电子和光学器件等领域有着巨大的发展潜力。荧光的来源铂金纳米材料，相比于其他掺杂荧光剂如半导体量子点、有机染料、荧光碳点、荧光聚合物等，具有尺寸小、毒性低、环境友好的特点。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，特别是指一种铂金掺杂荧光纳米纤维的静电纺丝制备方法。

背景技术

纳米材料，由于其量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应以及宏观量子隧道效应，产生了不同于大尺度材料特殊的理化性能，在药物靶向传输体系、疾病检测、分子识别、生物标定、化学催化以及光电学领域等有着光明的应用前景。纤维，作为三大高分子材料，在我们现代的生产、生活中无处不在。纳米纤维材料，使得传统纤维材料的尺寸减小到纳米量级，出现纳米材料的优异性能，例如具有较高的比表面积和孔隙率、表面活性好，超分子排列效果、阶层结构效果等，已经成为当今研究的重点之一，被广泛应用于复合材料增强、高效过滤介质、生物医学以及精密电子和光学器件等领域。

常见的纳米纤维的制备方法有拉伸法、自组装、微相分离、分子喷丝法、生物制备法、静电纺丝等。其中，静电纺丝法是高分子流体静电雾化形成微小射流在长距离的喷射过程中最终固化形成纤维的方法，具有成本低廉、装置简单、可纺种类较广、生产效率相对较高等优点，被广泛地应用制备纳米纤维材料。通过静电纺丝技术的制备出的纳米纤维，具有纤维均一性好、比表面积高、纤维的形貌可以改变等特点。赋予纳米纤维多功能化主要通过掺杂或共混的方式实现，例如加入纳米银颗粒可以制备抗菌性纳米纤维，加入荧光剂可以制造荧光性纳米纤维、加入稀土可以得到催化性纳米纤维等等。荧光性纳米纤维，结合了纳米纤维的特点外，还具有荧光性能，使其在传感检测、平板显示、固态照明等领域具有潜在的应用价值。有机染料、荧光碳量子点、半导体量子点等作为常见的掺杂荧光剂，具有生物相容性差、毒性大、尺寸大等问题，因此，寻找新型荧光纳米纤维的制备方法，意义重大。

发明内容

本发明提出了一种操作简单，环境友好，具有优异荧光性能的铂金掺杂纳米纤维的静电纺丝制备方法，解决了现有掺杂荧光剂的毒性与大尺寸的技术问题，铂金掺杂纳米纤维不仅具有特殊的纳米效应，而且具备高荧光效率等光学性能，能实现传感检测等领域的应用。

实现本发明的技术方案是：一种铂金掺杂荧光纳米纤维的静电纺丝制备方法，步骤如下：

（1）含有纳米铂金的聚乙烯基亚胺水溶液的制备：向H₂PtCl₆溶液中加入聚乙烯基亚胺溶液，室温下混合2 h后加入抗坏血酸还原剂，升温至90 ℃，密闭剧烈搅拌反应4 d，得到含有纳米铂金的聚乙烯基亚胺水溶液；

（2）纺丝前液的准备：配置质量分数为12 %的聚乙烯醇溶液，将步骤（1）制备含有纳米铂金的聚乙烯基亚胺水溶液与聚乙烯醇溶液充分搅拌混合，得到纺丝前液；

（3）静电纺丝：利用步骤（2）制备的纺丝前液进行静电纺丝，对静电纺丝后得到的纳米纤维膜进行烘干，干燥后得到铂金掺杂荧光纳米纤维。

所述步骤（1）中H₂PtCl₆溶液的浓度为0.05-40 mmol/L，聚乙烯基亚胺溶液的浓度为1-5 mmol/L，抗坏血酸还原剂的浓度为0.01-0.1 mol/L。

所述步骤（1）中聚乙烯基亚胺与H₂PtCl₆的摩尔比为1：（0.025-25），抗坏血酸和H₂PtCl₆的摩尔比为1：（1-1000）。