一种水溶性中空稀土纳米材料及其制备方法及应用技术

技术编号:14690970 阅读:218 留言:0更新日期:2017-02-23 13:34
本发明专利技术公开了一种水溶性中空稀土纳米材料及其制备方法及应用。它包括如下步骤:(1)将稀土化合物水溶液,DNA水溶液,氟化物、磷酸盐或钒酸盐水溶液,有机配体源水溶液,分别与非极性有机溶剂、表面活性剂和助表面活性剂混合,分别得到反相微乳液1、反相微乳液2、反相微乳液3、反相微乳液4;(2)将所述反相微乳液2与反相微乳液1混合,得到混合溶液1;将所述反相微乳液3加入混合溶液1混合,得到混合溶液2;再将所述反相微乳液4加入混合溶液2混合,得到混合溶液3;(3)所述混合溶液3进行反相微乳法反应,即得到水溶性中空稀土纳米材料。本发明专利技术制备方法成本低、简便,能得到粒径100nm以下的纳米材料,更广泛的应用于生物体内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水溶性中空稀土纳米材料及其制备方法及应用,属于纳米材料领域。
技术介绍
稀土纳米材料由于其特殊的结构,具有独特的光学、磁学等性质,在近几年被广泛的应用于许多领域,如高质量磷光体、催化剂和生物医药等方面。并且良好生物相容性、稳定性的稀土中空纳米材料具有高比表面积和中空腔状结构,使其成为良好的催化剂、药物和气溶胶载体,扩展了稀土纳米材料的应用领域。目前,我国学者已经在用DNA制备中空结构的稀土纳米材料方面做出了重要贡献。例如,利用典型的水热法(QuXG,AdvancedMaterials2014,26,2424)制备得到了中空的稀土纳米材料。然而,这种水热法合成的中空稀土纳米材料的具有较大的尺寸(约190nm),很难在生物医药方面有长足的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水溶性中空稀土纳米材料及其制备方法及应用,本专利技术制备方法成本低、简便,能得到粒径100nm以下的纳米材料,更广泛的应用于生物体内。本专利技术提供的水溶性中空稀土纳米材料的制备方法,包括如下步骤:(1)将稀土化合物水溶液与非极性有机溶剂、表面活性剂和助表面活性剂混合,得到反相微乳液1;将DNA水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂混合,得到反相微乳液2;将氟化物、磷酸盐或钒酸盐水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂混合,得到反相微乳液3;将有机配体源水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂混合,得到反相微乳液4;(2)将所述反相微乳液2与反相微乳液1混合,得到混合溶液1;将所述反相微乳液3加入混合溶液1混合,得到混合溶液2;再将所述反相微乳液4加入混合溶液2混合,得到混合溶液3;(3)所述混合溶液3进行反相微乳法反应,即得到水溶性中空稀土纳米材料。本专利技术步骤(2)中,所述反相微乳液2、所述反相微乳液3、所述反相微乳液4分别加入时均采取逐滴加入的方式。上述的制备方法中,所述稀土化合物选自下述至少一种稀土元素形成的氯化物和/或硝酸盐:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y);所述DNA的种类为鱼类或哺乳类生物的任意一种DNA;所述DNA为从哺乳动物或鱼类中提取得到的DNA,具体可为从鲑鱼精子中提取得到的DNA;所述氟化物选自氟化钠、氟化钾和氟化铵中的至少一种;所述磷酸盐选自磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸三钠、磷酸一钾、磷酸二钾、磷酸三钾、磷酸一铵、磷酸二铵和磷酸三铵中的至少一种;所述钒酸盐选自钒酸钠、钒酸钾和钒酸铵中的至少一种;所述有机配体源为含有下述至少一种官能团的物质:-COOH、-SH、-NH2和-OH;所述有机配体源具体可为戊二酸二钠、谷氨酸、5-羧基-1-戊硫醇、肼和钆喷酸葡胺中的至少一种;所述有机配体源更具体为摩尔比可为1~3:1的戊二酸二钠与钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)的混合物,具体摩尔比可为1:1、2:1或3:1;所述非极性有机溶剂选自正己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷、甲苯和苯中的至少一种;所述表面活性剂选自脂肪族胺盐、烷基季铵盐和烷基嘧啶卤代物中的至少一种,具体可为椰油酰胺基丙基二甲基胺丙酸盐、十二烷基苯磺酸钠、苯扎氯铵、十八烷基二甲基叔胺、5-氯-2(2-吡咯烷基)嘧啶和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)中的至少一种;所述助表面活性剂为醇类化合物;所述醇类化合物的结构简式为CH3(CH2)n-OH,其中n为1~10之间的整数。上述的制备方法中,所述稀土化合物水溶液的摩尔浓度可为0.02~2.00mol/L,具体可为0.2mol/L或0.25mol/L;所述DNA水溶液的摩尔浓度可为3.00~20.00nmol/L,具体可为6.2nmol/L;所述氟化物、磷酸盐、钒酸盐或钨酸盐水溶液的摩尔浓度均可为0.1~3.0mol/L,具体可为0.8mol/L或1.2mol/L;所述有机配体源水溶液的摩尔浓度可为0.02~2.00mol/L,具体可为0.25mol/L。上述的制备方法中,所述稀土化合物水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂的配比可为1mL:1~1000mL:0.05~100g:0.05~100mL,具体可为2mL:17mL:2g:3mL;所述DNA水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂的配比可为1mL:1~1000mL:0.05~100g:0.05~100mL,具体可为2mL:17mL:2g:3mL;所述氟化物、磷酸盐或钒酸盐水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂的配比可为1mL:1~1000mL:0.05~100g:0.05~100mL,具体可为2mL:17mL:2g:3mL、1mL:8.5~1000mL:1~100g:1.5~100mL、1mL:1~8.5mL:0.05~1g:0.05~1.5mL或1mL:1~800mL:0.05~80g:0.05~80mL;所述有机配体源水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂的配比可为1mL:1~1000mL:0.05~100g:0.05~100mL,具体可为2mL:17mL:2g:3mL、1mL:8.5~1000mL:1~100g:1.5~100mL、1mL:1~8.5mL:0.05~1g:0.05~1.5mL或1mL:1~800mL:0.05~80g:0.05~80mL。上述的制备方法中,所述反相微乳液1中,水与所述表面活性剂的质量比可为0.01~20:1,具体可为0.1:1;水与所述助表面活性剂的体积比可为0.01~20:1,具体可为0.67:1;所述反相微乳液2中,水与所述表面活性剂的质量比可为0.01~20:1,具体可为0.1:1;水与所述助表面活性剂的体积比可为0.01~20:1,具体可为0.67:1;所述反相微乳液3中,水与所述表面活性剂的质量比可为0.01~20:1,具体可为0.1:1;水与所述助表面活性剂的体积比可为0.01~20:1,具体可为0.67:1;所述反相微乳液4中,水与所述表面活性剂的质量比可为0.01~20:1,具体可为0.1:1;水与所述助表面活性剂的体积比可为0.01~20:1,具体可为0.67:1;通过上述控制水的量和表面活性剂还有助表面活性剂的配比,以控制所述反相微乳液中的水反应体系尺寸大小。上述的制备方法中,步骤(1)中,在形成所述反相微乳液1、所述反相微乳液2、所述反相微乳液3和所述反相微乳液4时,所述混合的温度分别为20~100℃,时间分别为2~10小时;步骤(2)中,在将所述反相微乳液1与所述反相微乳液2混合后,还包括对得到的所述混合溶液1搅拌的步骤,所述搅拌的温度为20~100℃,时间为2~10小时;步骤(2)中,在将所述反相微乳液3与所述混合溶液1混合后,还包括对得到的所述混合溶液2搅拌的步骤,所述搅拌的温度为20~100℃,时间为2~30小时;步骤(2)中,在将所述反相微乳液4与所述混合溶液2混合后,还包括对得到的所述混合溶液3搅拌的步骤,所述搅拌的温度为20~100℃,时间为2~本文档来自技高网...
一种水溶性中空稀土纳米材料及其制备方法及应用

【技术保护点】
一种水溶性中空稀土纳米材料的制备方法,包括如下步骤:(1)将稀土化合物水溶液与非极性有机溶剂、表面活性剂和助表面活性剂混合,得到反相微乳液1;将DNA水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂混合,得到反相微乳液2;将氟化物、磷酸盐或钒酸盐水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂混合,得到反相微乳液3;将有机配体源水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂混合,得到反相微乳液4;(2)将所述反相微乳液2与反相微乳液1混合,得到混合溶液1;将所述反相微乳液3加入混合溶液1混合,得到混合溶液2;再将所述反相微乳液4加入混合溶液2混合,得到混合溶液3;(3)所述混合溶液3进行反相微乳法反应,即得到水溶性中空稀土纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种水溶性中空稀土纳米材料的制备方法,包括如下步骤:(1)将稀土化合物水溶液与非极性有机溶剂、表面活性剂和助表面活性剂混合,得到反相微乳液1;将DNA水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂混合,得到反相微乳液2;将氟化物、磷酸盐或钒酸盐水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂混合,得到反相微乳液3;将有机配体源水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂混合,得到反相微乳液4;(2)将所述反相微乳液2与反相微乳液1混合,得到混合溶液1;将所述反相微乳液3加入混合溶液1混合,得到混合溶液2;再将所述反相微乳液4加入混合溶液2混合,得到混合溶液3;(3)所述混合溶液3进行反相微乳法反应,即得到水溶性中空稀土纳米材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述稀土化合物选自下述至少一种稀土元素形成的氯化物和/或硝酸盐:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y);所述DNA的种类为鱼类或哺乳类生物的任意一种DNA;所述氟化物选自氟化钠、氟化钾和氟化铵中的至少一种;所述磷酸盐选自磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸三钠、磷酸一钾、磷酸二钾、磷酸三钾、磷酸一铵、磷酸二铵和磷酸三铵中的至少一种;所述钒酸盐选自钒酸钠、钒酸钾和钒酸铵中的至少一种;所述有机配体源为含有下述至少一种官能团的物质:-COOH、-SH、-NH2和-OH;所述非极性有机溶剂选自正己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷、甲苯和苯中的至少一种;所述表面活性剂选自脂肪族胺盐、烷基季胺盐和烷基嘧啶卤代物中的至少一种;所述助表面活性剂为醇类化合物;所述醇类化合物的结构简式为CH3(CH2)n-OH,其中n为1~10之间的整数。3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述稀土化合物水溶液的摩尔浓度为0.02~2.00mol/L;所述DNA水溶液的摩尔浓度为3.00~20.00nmol/L;所述氟化物、磷酸盐、钒酸盐或钨酸盐水溶液的摩尔浓度均为0.1~3.0mol/L;所述有机配体源水溶液的摩尔浓度为0.02~2.00mol/L。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法,其特征在于:所述稀土化合物水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂的配比为1mL:1~1000mL:0.05~100g:0.05~100mL;所述DNA水溶液与所述非极性有机溶剂、所述表面活性剂和所述助表面活性剂的配比...

【专利技术属性】
技术研发人员:周晶王璐彭雪航乞亚欣冯宇宸孙文艳
申请(专利权)人:首都师范大学北京市第十四中学
类型:发明
国别省市:北京;11

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