[发明专利]一种ZnS：Mn2+/Fe3O4光磁纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种光磁多功能纳米复合材料制备方法的技术领域，具体的说是一种ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄光磁纳米复合材料的组装工艺。

背景技术

21世纪是纳米科学和生命科学的世纪，纳米科学和生物学交叉结合形成的纳米生物学是最有生命力的发展方向之一。利用具有光磁多功能的纳米复合材料作为新型探针，在荧光标记、磁靶向、药物控释等领域展现了广泛的应用前景。其中将具有优异光学性质的半导体纳米材料与具有超顺磁性质的Fe₃O₄纳米材料组装成光磁纳米复合材料已成为人们的研究热点！在各种半导体材料中，ZnS是一种非常重要的II-VI族宽禁带半导体材料，具有闪锌矿和纤锌矿两种结构，在紫外发光二极管，平板显示器，红外窗口，传感器，激光器等领域具有重要的应用价值。通过对ZnS进行掺杂可以改变它的能带结构，从而使得ZnS半导体材料的光电性能和微观结构得到很大的改善，其中ZnS:Mn²⁺纳米材料具有优异的黄光发射，且具有较高的荧光量子效率及优良的光、热稳定性，所以ZnS:Mn²⁺纳米材料在荧光标记领域具有潜在的应用前景。Fe₃O₄纳米材料具有超顺磁性，具有良好的生物相容性及稳定性，当Fe₃O₄纳米材料的尺寸小于10nm时，样品具有较高的比表面积和较低的居里温度，因此在磁共振成像、磁靶向性释药领域有巨大的应用价值。目前将ZnS:Mn²⁺纳米材料和Fe₃O₄纳米材料复合形成光磁多功能纳米复合材料多采用在两者之间增加过渡层如SiO₂或聚合物的方法避免Fe₃O₄纳米材料对ZnS:Mn²⁺纳米材料的荧光猝灭作用，但是所制备的纳米复合材料尺寸往往过大，且组装工艺复杂，耗时长。因此本发明公开一种静电自组装的方法，实现了ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄光磁纳米复合材料的组装，采用表面修饰技术，有效地提高了ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄/纳米复合材料的稳定性，降低了ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄纳米复合材料的尺寸，大大节省了时间及生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种光磁多功能ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄纳米复合材料的制备方法。该组装工艺采用一种静电自组装的方法，利用表面修饰基团的共价连接作用实现了小尺寸的光磁多功能ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄纳米复合材料的有效连接。

本发明的目的是这样实现的，利用巯基乙酸对ZnS:Mn²⁺进行表面修饰，使ZnS:Mn²⁺表面带有羧基基团-COOH，利用柠檬酸对Fe₃O₄进行表面修饰，使Fe₃O₄表面带有羟基基团-OH，将一定比例的ZnS:Mn²⁺(-COOH)和Fe₃O₄(-OH)混合，羧基和羟基发生脱水反应，使ZnS:Mn²⁺和Fe₃O₄通过共价键的作用连接起来，且尺寸仅有10nm，样品具有优异的光、磁性质。

本发明的具体技术方案如下。

一种ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄光磁纳米复合材料的制备方法，有羧基修饰的ZnS:Mn²⁺水溶液的制备，羟基修饰的Fe₃O₄水溶液的制备和ZnS:Mn²⁺/Fe₃O₄纳米复合材料的组装的过程；