聚合物-稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米雜化材料的制備及性能研究.pdf

1、稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶(UCNPs)表面的聚合物功能化研究是當(dāng)今熱門的研究領(lǐng)域之一。目前UCNPs表面的聚合物結(jié)構(gòu)、組成和含量等參數(shù)的自由調(diào)控是這一研究領(lǐng)域的難點(diǎn)。本文結(jié)合原位聚合技術(shù)和活性/可控聚合技術(shù),制備聚合物/UCNPs納米雜化材料,并針對(duì)制得的材料的特點(diǎn)探索了其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,具體內(nèi)容如下:
　　(1)利用溶劑熱法以蓖麻油酸為穩(wěn)定劑一步制備了表面具有活性羥基的UCNPs。透射電子顯微鏡(TEM)和 X-射線衍射(XRD)

2、分析表明,所制備的 UCNPs為β相結(jié)構(gòu)且平均粒徑為20 nm的球形顆粒。熒光性能研究表明,其具有強(qiáng)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。傅里葉紅外光譜(FT-IR)熱失重(TGA)分析表明UCNPs表面包覆有蓖麻油酸分子。用十二酰氯改性表明 UCNPs表面羥基具有很好的反應(yīng)活性,為進(jìn)一步功能化提供了良好的平臺(tái)。
　　(2)結(jié)合UCNPs和聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的優(yōu)點(diǎn),制備出具有熒光溫度響應(yīng)性的PAAm/PNIPAM-UCNPs水凝膠。

3、由于PNIPAM聚合物的存在,使得水凝膠的熒光強(qiáng)度對(duì)外界溫度具有刺激響應(yīng)性。研究發(fā)現(xiàn)該水凝膠熒光溫度敏感度在33℃達(dá)到最大值為26.5％/℃。五次加熱-冷卻循環(huán)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該凝膠的熒光溫度響應(yīng)性是可逆的。同時(shí),通過(guò)簡(jiǎn)單的吸附羅丹明B(RB)分子,可以方便的制得同時(shí)具有上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換發(fā)光的多功能水凝膠。研究表明,該多功能水凝膠在近紅外光和紫外光激發(fā)下都具有很好的熒光溫度響應(yīng)性,其在980 nm和550 nm激發(fā)下的最大熒光溫度敏感度分別為2

4、4.3%/℃和39.1%/℃。
　　(3)采用“接出來(lái)”的策略,利用原位陰離子開(kāi)環(huán)聚合的方法,將超支化聚縮水甘油醚(HPG)接枝到了羥基化的UCNPs的表面,制得了UCNPs-g-HPG納米復(fù)合材料。通過(guò)調(diào)節(jié)單體與UCNPs的加料比可以控制HPG的接枝率。利用FTIR、TGA、核磁共振譜(NMR)和TEM對(duì)制得的UCNPs-g-HPG進(jìn)行了表征。初步生物學(xué)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)表明,所制得的UCNPs-g-HPG具有低的生物毒性,高的熒光對(duì)比度

5、和高的穿透深度,在生物成像中具有很好的應(yīng)用前景。此外,利用UCNPs-g-HPG表面的羥基與RB熒光分子進(jìn)行DCC縮合反應(yīng),可以制得同時(shí)具有上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換雙熒光性的UCNPs-g-HPG-RB。
　　(4)采用“接出來(lái)”的策略,利用原位陽(yáng)離子開(kāi)環(huán)聚合的方法,分別將聚己內(nèi)酯(PCL)和HPG接枝到UCNPs的表面,制得了UCNPs-g-PCL和UCNPs-g-HPG納米雜化材料?？疾炝思恿媳葘?duì)PCL接枝率的影響。利用TGA、FTIR