本发明专利技术公开了一种近红外光触发荧光增强复合二维纳米材料及其制备和应用，该复合二维材料由超薄二维纳米材料与上转换纳米发光材料结合而成，其制备方法如下：1)制备二维纳米材料；2)将二维纳米材料分散在乙醇中，制备超薄二维纳米材料悬浮液；3)将上转换纳米发光材料分散在乙醇中，再加入超薄二维纳米材料悬浮液，搅拌、静置，去除沉淀得到含有所述的近红外触发荧光增强复合二维材料的胶体溶液。该复合二维材料的制备方法简单，价格低廉，稳定性强，在传感器、生物成像技术、荧光探针、肿瘤靶向标记方面具有很好的应用前景。
Preparation and application of near-infrared light triggered fluorescence enhanced composite two-dimensional nanomaterials
【技术实现步骤摘要】
近红外光触发荧光增强复合二维纳米材料及其制备和应用
本专利技术涉及一种近红外光触发荧光增强复合二维纳米材料及其制备和应用，属于纳米材料领域。
技术介绍
超薄二维纳米材料由于原子级厚度和二维层状结构，赋予了其独特的物理学、电子学、化学和光学性质以及在器件、传感、催化、医药和能源等领域具有广泛应用前景。与传统的二维纳米材料相比，超薄二维金属有机框架材料具备可调的结构和功能、大的比表面积、高度有序的孔洞和充分暴露的表面活性位，超薄二维纳米材料尤其是可降解的超薄二维纳米材料，可运用于癌症治疗的纳米医学体系。上转换发光材料是在红外激发光下发射可见光的发光材料，上转换材料的照明要求是发光中心的亚稳态需要更长的能级寿命。由于稀土离子具有独特的能量等间距的、阶梯状的能级结构和较长的激发态能级寿命，所以其具有丰富的上转换发光性能。上转换发光材料具有其它荧光材料无法比拟的高灵敏度、强组织穿透力、无自发荧光和不损伤生物组织等特性，使用上转换纳米材料作为近红外光的纳米传感器已广泛用于光催化、传感器、太阳能电池和生物纳米技术。然而，这种材料的相对转换效率低，荧光强度低，阻碍了上转换发光材料的进一步应用。
技术实现思路
技术问题：为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种近红外光触发荧光增强复合二维纳米材料及其制备和应用，该近红外光触发荧光增强复合二维纳米材料价格低廉，稳定性强，制备方法简单，在传感器、生物成像技术、荧光探针、肿瘤靶向标记方面具有很好的应用前景。技术方案：本专利技术提供了一种近红外触发荧光增强复合二维材料的制备方法，该方法包括以下步骤：1)在室温下，将Zn(NO3)2·6H2O和2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯按一定比例混合，然后加入水形成溶液或悬浮液，经水热反应后离心分离得到固体产物，洗涤后得到二维纳米材料[Zn(2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯)(H2O)·H2O]；2)将二维纳米材料分散在乙醇中，超声、搅拌后静置，经离心除去沉淀得到丁达尔溶液，即表面排列着氧原子的超薄二维纳米材料胶体溶液；3)将上转换纳米发光材料分散在乙醇中得到上转换发光材料胶体悬浮液，之后在搅拌条件下逐滴加入到表面排列着氧原子的超薄二维纳米材料胶体溶液中，之后室温下搅拌、静置，去除沉淀得到含有所述近红外触发荧光增强复合二维材料的胶体溶液。其中：步骤1)中所述的Zn(NO3)2·6H2O与2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯物质的量之比为4～4.5:1～1.5；步骤1)中所述水热反应的条件为140℃～150℃水热反应48h～50h。步骤2)中所述将二维纳米材料分散在乙醇中，二维纳米材料和乙醇的质量体积比为15～20mg:60～100mL。步骤2)中所述的超声、搅拌后静置是指在25～40℃、20～60kHz条件下超声60～90min，之后在100～500rpm下搅拌12～24h，然后静置24～36h；步骤2)中所述的离心除去沉淀的离心速率为100～1000rpm。步骤3)中所述上转换纳米发光材料β-NaYF4:TmYb、β-NaYF4:ErYb、β-NaYF4:HoYb或β-NaYF4:PrYb。步骤3)中所述的将上转换纳米发光材料分散在乙醇中，上转换纳米发光材料与乙醇溶剂的质量体积比为1～1.5mg:3～5mL。步骤3)中所述的上转换发光材料胶体悬浮液与表面排列着氧原子的超薄二维纳米材料胶体溶液的体积比为1～1.5:1～3。本专利技术还提供了一种上述方法制备的近红外触发荧光增强复合二维材料，该复合二维材料由超薄二维纳米材料与上转换纳米发光材料结合而成，结构式为Zn@UCNPs，其中Zn表示超薄二维为纳米材料，UCNPs为上转换纳米发光材料。其中：所述的超薄二维纳米材料为稳定的、表面排列着氧原子的锌配合物[Zn(2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯)(H2O)·H2O]，上转换纳米发光材料为β-NaYF4:TmYb、β-NaYF4:ErYb、β-NaYF4:HoYb或β-NaYF4:PrYb。本专利技术还提供了一种近红外触发荧光增强复合二维材料的应用，将该复合二维材料分散于水或乙醇等溶液中得到稳定的、分散性好的、具有丁达尔效应的胶体溶液，应用于传感器、生物成像技术、荧光探针、肿瘤靶向标记中。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1)本专利技术提供一种简易的近红外光触发荧光增强复合二维纳米材料的制备方法，方法简单、价格低廉，并且该复合二维纳米材料能够分散在溶液体系中，形成稳定的体系；2)本专利技术提供的近红外光触发荧光增强复合二维纳米材料提高了上转换荧光效率，增强了荧光强度，显示可检测发光，可以扩展到上转换纳米粒子与其他功能配合物体系；3)本专利技术提供的近红外光触发荧光增强复合二维材料可应用在在传感器、生物成像技术、荧光探针、肿瘤靶向标记中。附图说明图1为实施例1中含有近红外光触发荧光增强复合二维纳米材料的胶体溶液在不同时间下的荧光发射图谱。具体实施方式以下结合说明附图和具体实施例来进一步说明此专利技术。值得注意的是，此处具体实施例仅作为解释说明本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非特别说明，本专利技术采用的试剂，方法和设备为本
常规试剂，方法和设备。所用的材料和试剂均为市售。实施例1本专利技术提供了一种近红外触发荧光增强复合二维材料的制备方法，选取上转换纳米发光材料为β-NaYF4:TmYb，该方法包括以下步骤：1)在室温下，将0.4mmol的Zn(NO3)2·6H2O和0.1mmol的2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯混合，然后加入10ml的水形成溶液或悬浮液，然后在水热反应釜中140℃条件下水热反应48h，水热反应完成后离心分离得到固体产物，热水洗涤固体产物，即得二维纳米材料[Zn(2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯)(H2O)·H2O]；2)将15mg二维纳米材料，在100mL烧杯中分散于60mL乙醇溶剂，在25℃，20kHz条件下超声60min，之后在500rpm条件下搅拌12h，然后静置24h，再经100rpm离心除去沉降物，得到分散性良好的丁达尔溶液，即稳定的、分散性好的、表面排列着氧原子的超薄二维纳米材料胶体溶液；3)将3mg上转换纳米粒子β-NaYF4:TmYb在25ml烧杯中均匀分散于9mL乙醇溶剂中，得到上转换发光材料胶体悬浮液，之后在搅拌条件下逐滴加入到9ml超薄二维纳米材料胶体溶液中，之后室温下搅拌11h，然后静置12h，1000rpm离心除去沉降物，得到分散性良好的丁达尔溶液，即为含有所述近红外触发荧光增强复合二维材料的胶体溶液。一种上述方法得到的近红外触发荧光增强复合二维材料，该复合二维材料由超薄二维纳米材料与上转换纳米发光材料β-NaYF4:TmYb结合而成，结构式为Zn@UCNPs，其中Zn表示稳定的、表面排列着氧原子的锌配合物[Zn(2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯)(H2O)·H2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种近红外触发荧光增强复合二维材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/n1)在室温下，将Zn(NO
【技术特征摘要】
1.一种近红外触发荧光增强复合二维材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)在室温下，将Zn(NO3)2·6H2O和2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯按一定比例混合，然后加入水形成溶液或悬浮液，经水热反应后离心分离得到固体产物，洗涤后得到二维纳米材料[Zn(2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯)(H2O)·H2O]；
2)将二维纳米材料分散在乙醇中，超声、搅拌后静置，经离心除去沉淀得到丁达尔溶液，即表面排列着氧原子的超薄二维纳米材料胶体溶液；
3)将上转换纳米发光材料分散在乙醇中得到上转换发光材料胶体悬浮液，之后在搅拌条件下逐滴加入到表面排列着氧原子的超薄二维纳米材料胶体溶液中，之后室温下搅拌、静置，去除沉淀得到含有所述近红外触发荧光增强复合二维材料的胶体溶液。
2.如权利要求1所述的一种近红外触发荧光增强复合二维材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的Zn(NO3)2·6H2O与2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸酯物质的量之比为4～4.5:1～1.5；步骤1)中所述水热反应的条件为140℃～150℃水热反应48h～50h。
3.如权利要求1所述的一种近红外触发荧光增强复合二维材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述将二维纳米材料分散在乙醇中，二维纳米材料和乙醇的质量体积比为15～20mg:60～100mL。
4.如权利要求1所述的一种近红外触发荧光增强复合二维材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的超声、搅拌后静置是指在25～40℃、20～60kHz条件下超声60～90min，之后在100～500rpm下搅拌12～24h，然后静置24～36h；步骤2)中所述的离心除去沉淀的离心速率为100～...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗洋辉，王聪，张岚，方文霞，王佳莹，孙柏旺，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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