[发明专利]一种稀土双掺杂功能纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种稀土双掺杂功能纳米复合材料及其制备方法。方法过程为：向含有三氯化钆、三氯化铕和三氯化铽的稀土离子溶液中加入氢氧化钠溶液，搅拌反应，得到胶状透明溶液；稀土离子溶液和氢氧化钠溶液的溶剂为多元醇；使胶状透明溶液与包覆液在加热条件下反应，得到具有核壳结构的透明悬浮液；包覆液含有3‑氨丙基三乙氧基硅烷、硅酸四乙酯、水、三乙胺和多元醇；除去具有核壳结构的透明悬浮液中的杂质，真空干燥，再煅烧，得到产品。本发明向Gd₂O₃基体中掺入Tb³⁺、Eu³⁺两种镧系元素离子，并对晶核进行有机聚硅氧烷层包裹，既解决了Gd₂O₃单掺杂荧光强度低的问题，又提高了材料的生物相容性，延长了荧光寿命。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，尤其是涉及一种稀土双掺杂功能纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

传统的生物探针是基于放射性同位素标记和荧光团标记。用放射性同位素进行标记，其最大的缺点是有放射性污染物，对人体健康有损害。使用荧光染料作为标记物其不足之处在于：为了便于与生物分子连接，功能化的荧光团必须单独合成；荧光团标记物其灵敏度不高，只有在相对较高浓度时才能得到可识别的信号；并且荧光标记物容易发生光漂白。

特殊形貌的稀土发光材料，其形貌尺寸及微观结构对其性质和应用都具有重要的影响，因而，特殊形貌的稀土发光材料得到广泛关注。

Gd₂O₃是一种重要且容易获取的稀土氧化物，具有优异的物理化学稳定性，且容易掺入稀土离子，因此Gd₂O₃作为基质被广泛应用于稀土发光材料。为了提高稀土氧化物的发光效率以及吸光度，通常掺入稀土离子。但目前对稀土发光材料的掺杂多为单离子掺杂，导致材料的发光强度仍不理想，无法满足高精尖材料的需求。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种稀土双掺杂功能纳米复合材料的制备方法，该方法向Gd₂O₃基体中掺入Tb³⁺、Eu³⁺两种镧系元素离子，并对晶核进行有机聚硅氧烷层包裹，既解决了Gd₂O₃单掺杂荧光强度低的问题，又提高了材料的生物相容性，延长了荧光寿命。

本发明的第二目的在于一种稀土双掺杂功能纳米复合材料，该复合材料相比传统的Gd₂O₃发光材料，具有发光强度更高、磁性更好、荧光寿命更长以及生物相容性更好等优点。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种稀土双掺杂功能纳米复合材料的制备方法，包括下列步骤：

步骤A：向含有三氯化钆、三氯化铕和三氯化铽的稀土离子溶液中加入氢氧化钠溶液，搅拌反应，得到胶状透明溶液；所述稀土离子溶液和所述氢氧化钠溶液的溶剂为多元醇；其中，三氯化钆、三氯化铽和三氯化铕的摩尔比为90～95:5～7:1～3；

步骤B：使所述胶状透明溶液与包覆液在加热条件下反应，得到具有核壳结构的透明悬浮液；所述包覆液含有3-氨丙基三乙氧基硅烷、硅酸四乙酯、水、三乙胺和所述多元醇；

步骤C：除去所述具有核壳结构的透明悬浮液中的杂质，真空干燥，再煅烧，得到产品。