本发明专利技术涉及一种各向异性导电磁光三功能Janus纳米带阵列及其制备方法，属于纳米材料制备技术领域。本发明专利技术包括五个步骤：(1)沉淀法制备油酸包覆的Fe3O4纳米晶；(2)沉淀法制备Tb(BA)3phen配合物；(3)制备聚甲基丙烯酸甲酯；(4)配制纺丝液；(5)制备[PANI/Fe3O4/PMMA]//[Tb(BA)3phen/PMMA]各向异性导电磁光三功能Janus纳米带阵列，采用静电纺丝技术，使用并列双喷丝头制备。所制备的Janus纳米带阵列具有良好的发光、导电各向异性和磁性三功能。本发明专利技术的方法简单易行，可以批量生产，这种新型的纳米结构材料具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料制备
，具体说涉及一种。
技术介绍
纳米带的制备与性质研宄目前是材料科学、凝聚态物理、化学等学科研宄的前沿热点之一。纳米带是一种用人工方法合成的呈带状结构的纳米材料，它的横截面是一个矩形结构，其厚度在纳米量级，宽度可达到微米级，而长度可达几百微米，甚至几毫米。纳米带由于其不同于管、线材料的新颖结构以及独特的光、电、磁等性能而引起人们的高度重视。Janus材料是指两种化学组成在同一体系具有明确分区结构，因而具有双重性质如亲水/疏水、极性/非极性，发光/导电，是材料科学的重要研宄方向。Janus纳米带是指两种化学组成在同一纳米带中具有明确分区结构，具有两种或两种以上性质，如一侧纳米带具有发光功能，另一侧纳米带具有导电和磁性，如果采用特殊的接收装置，这些Janus纳米带可以定向排列，形成Janus纳米带阵列，这种具有光电磁三功能、结构新颖的Janus纳米带阵列将在未来纳米结构器件和医疗诊断治疗中具有重要的应用前景，这方面的研宄还未见报道。四氧化三铁Fe3O4是一种重要而广泛应用的磁性材料。人们已经采用多种方法，如沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热与溶剂热法、热分解法、静电纺丝法等方法成功地制备出了 Fe3O4纳米粒子、纳米棒、纳米线、纳米膜、杂化结构、核壳结构纳米颗粒等纳米材料，技术比较成熟。稀土金属镇配合物Tb(BA)3phen，Tb3+为镇离子，BA为苯甲酸，phen为邻菲啰啉，因铽离子独特的电子构型而成为具有独特性能的发光材料，如发光强度高、稳定性好、荧光量子产率高、单色性好等优点，是一种广泛应用的荧光材料。聚苯胺PANI由于其容易合成、电导率高和环境稳定性好等优点，已经成为导电聚合物领域研宄的热点之一。人们已经合成了纳米线、纳米棒、纳米管和纳米纤维等一维纳米结构的聚苯胺PANI。已有的研宄已经证明，当磁性化合物Fe3O4或者深颜色的导电聚苯胺PANI与稀土配合物Tb (BA)3Phen直接混合会显著降低其发光效果，因此要获得Tb (BA) 3phen良好的发光效果，必须使Tb (BA) 3phen与Fe3O4或PANI实现有效分离。如果将Fe 304纳米晶和导电高分子聚苯胺PANI与聚甲基丙烯酸甲酯PMMA混合制备成纳米带，导电PANI是连续的，保证了其的高导电性，作为Janus纳米带的一侧，则该侧具有导电性和磁性，而将Tb (BA) 3phen分散于高分子PMMA中制备成纳米带，作为Janu s纳米带的另一侧，则该侧具有发光特性，形成 // 光电磁三功能 Janus 纳米带，从而可以使 Fe3OjP导电聚苯胺PANI与Tb (BA) 3phen实现了有效分离，获得良好的发光效果。如果采用特殊装置，还可以得到Janus纳米带阵列，这样沿着纳米带长度方向导电性强，而沿着垂直于纳米带方向导电性弱，具有各向异性导电，这样就可以得到 // 各向异性导电磁光三功能Janus纳米带阵列，此种特殊的纳米结构，将在未来纳米结构器件和医疗诊断治疗中具有重要的应用。目前尚未见相关的文献报道。专利号为1975504的美国专利公开了一项有关静电纺丝方法(electrospinning)的技术方案，该方法是制备连续的、具有宏观长度的微纳米纤维的一种有效方法，由Formhals于1934年首先提出。这一方法主要用来制备高分子纳米纤维，其特征是使带电的高分子溶液或熔体在静电场中受静电力的牵引而由喷嘴喷出，投向对面的接收屏，从而实现拉丝，然后，在常温下溶剂蒸发，或者熔体冷却到常温而固化，得到微纳米纤维。近10年来，在无机纤维制备
出现了采用静电纺丝方法制备无机化合物如氧化物纳米纤维的技术方案，所述的氧化物包括Ti02、ZrO2, Y2O3, Y2O3:RE3+(RE3+= Eu 3+、Tb3+、Er3+、Yb3+/Er3+)、N1, Co3O4, Mn2O3> Mn3O4, CuO, S12, A1203、V2O5, ZnO、Nb2O5, MoO3>CeO2> LaMO3(Μ = Fe、Cr、Mn、Co、N1、Al)、Y3A15012、La2Zr2O7等金属氧化物和金属复合氧化物。Q.Z.Yu, et al.采用静电纺丝技术制备了聚苯胺PANI纳米纤维。已有人利用静电纺丝技术成功制备了高分子纳米带。有人利用锡的有机化合物，使用静电纺丝技术与金属有机化合物分解技术相结合制备了多孔SnO2纳米带；有人利用静电纺丝技术首先制备了 PEO/氢氧化锡复合纳米带，将其焙烧得到了多孔SnO2纳米带 ο董相廷等采用静电纺丝技术制备了稀土三氟化物纳米带、二氧化钛纳米带和Gd3Ga5O12:Eu3+多孔纳米带。董相廷等使用单个喷丝头、采用静电纺丝技术制备了 PAN/Eu(BA)3Phen复合发光纳米纤维;王策等使用单个喷丝头、采用静电纺丝法制备了聚乙烯吡咯烷酮/四氧化三铁复合纳米纤维 ；Qingbiao Yang, et al使用单个喷丝头、采用静电纺丝技术制备了 Fe203nanoparticles/Eu(DBM)3(Bath)复合双功能磁光纳米纤维;董相廷等米用静电纺丝技术制备了 Fe304/Eu(BA)3phen/PVP 磁光双功能复合纳米纤维和磁光双功能 Fe304/Eu(BA)3phen/PMMA 复合纳米带。董相廷等使用单个喷丝头、采用静电纺丝技术制备了 Eu (BA) 3phen/PANI/PVP光电双功能复合纳米纤维;董相廷等利用静电纺丝技术制备了 Eu(BA) 3phen/PVP//PANI/PVP光电双功能两股并行纳米纤维束;董相廷等利用静电纺丝技术制备了 Fe304/PVP//Eu(BA)3phen/PVP磁光双功能两股并行复合纳米纤维束。目前，未见利用静电纺丝技术制备//各向异性导电磁光三功能Janus纳米带阵列的相关报道。利用静电纺丝技术制备纳米材料时，原料的种类、高分子模板剂的分子量、纺丝液的组成、纺丝过程参数和喷丝头的结构对最终产品的形貌和尺寸都有重要影响。本专利技术采用静电纺丝技术，喷丝头由两个12#截平的直径相同的注射器针头靠在一起组成的并列双喷丝头，以Tb (BA) 3phen配合物、PMMA, N, N- 二甲基甲酰胺DMF和氯仿01(:13的混合液为一种纺丝液，将油酸包覆的Fe3O4纳米晶、苯胺、樟脑磺酸、过硫酸铵、PMMA, DMF、CHCl 3混合，待苯胺聚合成聚苯胺后构成另一种纺丝液，控制纺丝液的粘度至关重要，在最佳的工艺条件下，得到结构新颖的 // 各向异性导电磁光三功能Janus纳米带阵列。
技术实现思路
在
技术介绍
中使用了单个喷丝头、采用静电纺丝技术制备了金属氧化物和金属复合氧化物纳米纤维和纳米带、聚乙烯吡咯烷酮/四氧化三铁复合纳米纤维、PAN/Eu (BA) 3phen复合发光纳米纤维、聚苯胺PANI纳米纤维、Eu (BA) 3phen/PANI/PVP光电双功能复合纳米纤维、Fe304/Eu(BA)3phen/PVP和Fe203nanoparticles/Eu(DBM)3(Bath)复合双功能磁光纳米纤维、磁光双功能Fe304/Eu (BA) 3phen/PMMA复合纳米带，Eu (BA) 3phen/PVP//PANI/本文档来自技高网...
【技术保护点】
各向异性导电磁光三功能Janus纳米带阵列，其特征在于，Janus纳米带呈定向排列，形成阵列结构，具有发光、导电各向异性和磁性三种功能，每根Janus纳米带的宽度为9μm，厚度小于1μm，长度大于5mm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董相廷，马千里，王进贤，于文生，于辉，王婷婷，杨铭，刘桂霞，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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