一种具有壳核结构的纳米粒子、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术实施例提供了一种具有壳核结构的纳米粒子、其制备方法及其应用，一种具有壳核结构的纳米粒子的制备方法，包括：(1)获得含有三种层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液；三种层状稀土氢氧化物分别为

Nano particle with core-shell structure, preparation method and application thereof

The embodiment of the invention provides a core-shell structure nanoparticles, preparation method and application thereof. The method includes a preparation of core-shell nanoparticles: (1) to obtain three kinds of colloidal suspensions containing layered rare earth hydroxide nanosheets; the three layer of rare earth hydroxide respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种具有壳核结构的纳米粒子、其制备方法及其应用
本专利技术涉及纳米材料
，特别是一种具有壳核结构的纳米粒子、其制备方法及其应用。
技术介绍
随着经济的快速发展和人口的急剧增长，能源消耗和环境污染等问题日益严重，能源短缺和环境污染已成为制约人类生存和社会经济发展的重要问题，节能成为时代发展的主题。随着生活水平的不断提高，人们对照明条件的要求越来越高。因此制备节能且环保安全高效的照明组件日益提上日程。LED灯作为新一代的高效节能工具，它的研究引起越来越多的关注。白色荧光粉是LED组件的重要组成部分。层状稀土氢氧化物(LRH)作为既具有稀土离子基于4f电子的磁学、光学和催化等性质，又具有类似层状双金属氢氧化物(LDHs)稳定的层状结构的特殊新型材料，它们的合成、结构、剥离及纳米片性质正得到广泛深入的研究。但是，如何利用层状稀土氢氧化物制备出可以作为白色荧光粉的材料，在现有技术中还没有报道。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种可以作为白色荧光粉的具有壳核结构的纳米粒子及其制备方法。具体技术方案如下：本专利技术首先提供了一种具有壳核结构的纳米粒子的制备方法，包括：(1)获得含有三种层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液；三种层状稀土氢氧化物分别为DS--LTbH、DS--LEuH及DS--LDyH；且DS--LTbH、DS--LEuH及DS--LDyH的质量比为(1.5～2):2:(1～1.5)，优选为2:2:1；(2)将聚苯乙烯纳米球与步骤(1)获得的层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液混合并搅拌,以使三种层状稀土氢氧化物纳米片吸附于聚苯乙烯纳米球表面，然后过滤、洗涤、干燥，得到具有壳核结构的纳米粒子。一种具体实施方式中，还包括：(3)将步骤(2)获得纳米粒子重新分散于阴离子型聚电解质水溶液中搅拌20-40分钟，过滤、洗涤、干燥，得到固体产物；(4)将步骤(3)获得的固体产物与层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液混合并搅拌，反应结束后过滤，洗涤；(5)重复步骤(3)和(4)N次；其中，N≥0，优选地，0≤N≤5。一种具体实施方式中，在步骤(2)中，搅拌时间为15-65分钟，优选为30-45分钟，更优选为45分钟。一种具体实施方式中，在步骤(4)中，搅拌时间为15-65分钟，优选为30-45分钟，更优选为45分钟。一种具体实施方式中，在步骤(1)获得的胶态悬浮液中，三种层状稀土氢氧化物纳米片的总浓度为1.5-3g/L。一种具体实施方式中，在步骤(2)中，聚苯乙烯纳米球质量与层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液体积的比：1g/(200-800)mL。一种具体实施方式中，在步骤(3)中，阴离子型聚电解质水溶液的浓度为0.5-1.5g/L，优选地，阴离子型聚电解质为聚苯乙烯磺酸钠。本专利技术还提供了一种由前述的方法制备的具有壳核结构的纳米粒子。一种具体实施方式中，所述纳米粒子的壳层包含有至少一层稀土氢氧化物纳米片；且壳层中的稀土氢氧化物纳米片包含DS--LTbH、DS--LEuH及DS--LDyH；优选地，所述纳米粒子发射白色荧光。本专利技术还提供了前述的具有壳核结构的纳米粒子作为白色荧光粉的用途。本专利技术提供的具有壳核结构的纳米粒子，壳层包含有至少一层稀土氢氧化物纳米片，内核包含聚苯乙烯纳米球，该纳米粒子在377nm及397nm波长激发时发射白光，可以用作白色荧光粉。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为不同搅拌时间对纳米粒子制备过程的影响；图2为实施例1-3制备的DS--LTbH、DS--LEuH及DS--LDyH，实施例7制备的(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))3的XRD图；其中，图2(a)为DS--LTbH的XRD图；图2(b)为DS--LEuH的XRD图；图2(c)为DS--LDyH的XRD图；图2(d)为(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))3的XRD图。图3为实施例5-7中制备的(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))1、(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))2、(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))3的SEM图，其中，图3(a)为(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))1的SEM图；图3(b)为(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))2的SEM图；图3(c)为(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))3的SEM图；图3(a)-(c)中每图中横向排列的各图为不同分辨率下的SEM图。图4为实施例4所制备的NS(Tb2/Eu2/Dy1)及实施例7所制备的(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))3的荧光光谱图；其中，图4(a)为NS(Tb2/Eu2/Dy1)的荧光光谱图；图4(b)为(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))3的荧光光谱图。图5为(PS@NS(Tb2/Eu2/Dy1))3在不同波长激发下的1931CIE色度图。具体实施方式本专利技术首先提供了一种具有壳核结构的纳米粒子的制备方法，包括：(1)获得含有三种层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液；三种层状稀土氢氧化物分别为DS--LTbH、DS--LEuH及DS--LDyH；且DS--LTbH、DS--LEuH及DS--LDyH的质量比为(1.5～2):2:(1～1.5)，优选为2:2:1；根据专利CN105565357A中记载，含有DS--LTbH、DS--LEuH及DS--LDyH这三种层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液，在三者质量比为(1.5～2):2:(1～1.5)，尤其是2:2:1时，能够发射优质的白色荧光。本文中，DS--LTbH代表十二烷基硫酸根(DS-)插层的稀土氢氧化铽，是一种板层为铽氢氧化物，层间阴离子主要为十二烷基磺酸根的层状复合物；DS--LEuH代表十二烷基硫酸根(DS-)插层的稀土氢氧化铕；DS--LDyH代表十二烷基硫酸根(DS-)插层的稀土氢氧化镝。由于上述三种层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液的相关内容为现有技术，本专利技术在此不进行赘述。(2)将聚苯乙烯纳米球与步骤(1)获得的层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液混合并搅拌,以使三种层状稀土氢氧化物纳米片吸附于聚苯乙烯纳米球表面，然后过滤、洗涤、干燥，得到具有壳核结构的纳米粒子。本专利技术所采用的聚苯乙烯纳米球可以通过常用的聚苯乙烯球体的聚合方法来获得，也可以购买市售的商品。一个实施方案中，聚苯乙烯纳米球的粒径为500-600nm。为了能够使层状稀土氢氧化物纳米片更充分地吸附于聚苯乙烯纳米球；专利技术人对搅拌时间进行了详细的研究并发现，随着搅拌时间延长，聚苯乙烯纳米球表面吸附的纳米片是增加的，但是当搅拌时间超过45分钟后，聚苯乙烯纳米球表面吸附的纳米片的量基本保持不变，说明已经充分反应。基于此，一个具体实施方案中，搅拌时间为15-65分钟；一个具体实施方案中，搅拌时间为35-45分钟，一个具体实施方案中，搅拌时间为45分钟。搅拌方式本专利技术在此不进行限定，例如可以采用机械搅拌等。搅拌反应结束后，可以采用微孔过滤膜过滤，保留固体产物并对其洗涤，具体可以先用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有壳核结构的纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括：(1)获得含有三种层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液；三种层状稀土氢氧化物分别为DS

【技术特征摘要】
1.一种具有壳核结构的纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括：(1)获得含有三种层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液；三种层状稀土氢氧化物分别为DS--LTbH、DS--LEuH及DS--LDyH；且DS--LTbH、DS--LEuH及DS--LDyH的质量比为(1.5～2):2:(1～1.5)，优选为2:2:1；(2)将聚苯乙烯纳米球与步骤(1)获得的层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液混合并搅拌,以使三种层状稀土氢氧化物纳米片吸附于聚苯乙烯纳米球表面，然后过滤、洗涤、干燥，得到具有壳核结构的纳米粒子。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：(3)将步骤(2)获得纳米粒子重新分散于阴离子型聚电解质水溶液中搅拌20-40分钟，过滤、洗涤、干燥，得到固体产物；(4)将步骤(3)获得的固体产物与层状稀土氢氧化物纳米片的胶态悬浮液混合并搅拌，反应结束后过滤，洗涤；(5)重复步骤(3)和(4)N次；其中，N≥0，优选地，0≤N≤5。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，搅拌时间为15-65分钟，优选为30-45分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓晶，王新颖，
申请(专利权)人：北京师范大学，北京师大科技园科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11