[发明专利]一种稀土镱铒双掺杂焦绿石相纳米纤维制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种稀土镱铒双掺杂焦绿石相纳米纤维制备方法及其应用，以二甲基甲酰胺为溶剂，并加入聚乙烯吡咯烷酮，在静电场下液滴形成泰勒锥，在液体表面张力和电场作用力下利用静电纺丝法制备得到一维的纳米材料，随后经升温、保温、和降温过程，除去有机物，制备获得立方焦绿石相一维纳米材料。一维纳米纤维在水中具有很好的分散性，在近红外光照射下具有很好的光热效应。制备方法简单易行，重复性好，可满足批量化生产要求。所涉及到的光热材料基体为氧化物，化学稳定性好，无毒且价格低廉且容易分散于水，可满足光热治疗的要求和工业化生产的需求。制备的一维纯焦绿石相的纳米材料有望在癌症、肿瘤等重大疾病治疗领域发挥重要的作用。

技术领域

本发明属于稀土三元Bi₂Ti₂O₇:Yb³⁺,Er³⁺化合物一维纳米材料制备技术领域，具体涉及一种稀土镱铒双掺杂焦绿石相纳米纤维制备方法及其应用。

背景技术

据调查研究显示，癌症已经成为目前威胁人类健康的重大疾病之一，随着科技的进步与发展，人们生活环境的改变，全国每天约1万人患上癌症。同时传统的治疗方式比如化疗方式，病人遭受的痛苦极大。因此探究新的癌症治疗方式迫在眉睫。而光热治疗作为一种新型的癌症治疗方式得到人们的广泛关注。即把光热材料与传统使用的化学药物结合起来，其治疗效果可以明显改善。当这种光热纳米粒子聚集到癌细胞时，在适度的外界光源(一般指近红外)的照射下，可以使局部温度升高进而释放抗癌药物，从而杀死癌细胞，达到癌症治疗的目的。同时，这种治疗方式不会对正常的细胞产生伤害，病人遭受的痛苦也较小。因此研究具有光热效应的纳米材料是特别关键的一步。

Bi₂Ti₂O₇:Yb³⁺,Er³⁺三元化合物为立方焦绿石结构，属于Fd-3m(227)空间点群，晶格常数为a＝10.34埃。Bi₂Ti₂O₇作为一种多功能材料，到目前为止，关于 Bi₂Ti₂O₇基体报道的主要集中在以下方面：从应用的角度而言，Bi₂Ti₂O₇材料可以作为一种光催化剂；它同时具有很高的介电常数，也适合在动态随机存取存储器 (DRAM)中作存储媒体。但目前为止还没有对以Bi₂Ti₂O₇为基体通过稀土掺杂研究其光热性能的研究和报道。此外，氧化物的化学稳定性好，机械强度高，无毒等特点完全满足光热治疗对材料的基本要求。因此研究以氧化物为基体的具有光热效应的材料是十分有必要的。从制备工艺而言，目前对于Bi₂Ti₂O₇材料制备的研究主要集中在溶胶-凝胶方法，水热法，固相反应法，以及各种沉积方法(比如激光脉冲沉积法等)；通过静电纺丝方法获得一维纯立方相的Bi₂Ti₂O₇：Yb³⁺, Er³⁺纳米纤维具有重要的价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种稀土镱铒双掺杂焦绿石相纳米纤维制备方法及其应用，通过静电纺丝的方法获得一维的纳米材料前驱物，通过后续的热处理获得纯的立方焦绿石相Bi₂Ti₂O₇：Yb³⁺,Er³⁺三元化合物，首次获得了具有光热效应的Bi₂Ti₂O₇：Yb³⁺,Er³⁺纳米材料，并且这种材料在水中有很好的分散性。

本发明采用以下技术方案：

一种稀土镱铒双掺杂焦绿石相纳米纤维制备方法，包括以下步骤：