一类掺杂的氧化铋纳米材料制造技术

本发明专利技术公开了一类掺杂的氧化铋纳米材料

【技术实现步骤摘要】
一类掺杂的氧化铋纳米材料、其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一类掺杂的氧化铋纳米材料
、
其制备方法和应用，属于生物功能材料

。

技术介绍

[0002]随着社会不断的进步和发展，治疗癌症的方法越来越多样化
。
然而，仍有无数患者因肿瘤转移与复发的问题饱受煎熬
。
因此，任何有效的癌症治疗方法或能提升现有治疗效力的方法都对癌症患者具有实际意义
。
肿瘤的协同治疗是联合化学治疗
、
放射治疗
、
光热治疗
、
动力学治疗以及免疫治疗等多种不同的治疗手段以提高肿瘤治疗效率并从一定程度上抑制肿瘤转移与复发
。
因此，设计一种协同治疗策略应用于癌症治疗领域很有必要
。
[0003]铋是一种具有生物安全性的“绿色金属”，其以高效的抗菌性和较低的生物及环境毒性而得到了越来越广泛的应用
。
此外，在肿瘤病人的放射性治疗中，铋元素及其化合物因其较强的
X
射线吸收能力有潜在的作为
CT
造影剂和放疗增敏剂的可能
。
不仅如此，特定尺寸
、
表面结构和形貌的铋基化合物还可能同时实现光声成像
、
光热治疗
、
光动力治疗
、
化疗等多种诊疗相结合的治疗模式
。
铋基纳米材料易于合成
、
形貌可控，还具有各向异性的层状结构以及独特的电子结构，并且铋矿资源丰富，使其在光催化领域和生物医学领域有着巨大的应用前景
。
[0004]纳米材料的形貌和尺寸对于其性能往往有着决定性的影响，现有报道的铋基化合物氟化铋纳米材料形貌为球形，其缺点在于容易团聚，尺寸大小不均匀，因此，其性能上具有产活性氧能力弱，对光的吸收弱以致于没有光热性能的缺陷
。
[0005]拓扑化学反应是指在化学反应中，产物的结构与反应物的结构存在一定的关联，反应能在保持反应物一定的晶体结构条件下进行
。
拓扑化学反应包括：脱水反应
、
分解反应
、
氧化还原反应
、
嵌入反应
、
离子交换反应和同晶置换反应等
。
由于拓扑化学反应得到的产物在结构上与起始物质有着确定的关系，运用这些反应常常可以得到由其它方法所不能得到或难以得到的固体材料，且这些材料具有独到的物理和化学性质及独特的结构形式，从而在各领域中有着重要的应用
。
[0006]在诸多的改性技术中
(Nat.Chem.2023DOI:10.1038/s41557
‑
023
‑
01181
‑6；
Science 2023 379,283
–
287
；
Adv.Funct.Mater.2022,32,2110016
；
J.Am.Chem.Soc.2019,141,10915
‑
10923)
，利用层状固体的拓扑嵌入反应来合成了不同的有机无机纳米复合材料，所获得的纳米复合材料具有独特的分子结构特征和表观协同效应，然而上述文献中报道的方法存在反应时间很长，反应条件苛刻，合成工艺复杂，不能在常温下合成等缺陷
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是：为解决现有技术中氟化铋纳米材料的性能缺陷和应用缺陷；本专利技术提供一类掺杂的氧化铋纳米材料
、
其制备方法和应用，该掺杂的氧化铋纳米材料具有独特的花状形貌，在肿瘤的光热和光催化协同治疗中显示出良好的应用前景
。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0009]本专利技术的第一方面，提供一种掺杂的氧化铋纳米材料的制备方法，所述纳米材料是以氟化铋纳米花为模板，通过拓扑化学合成方法，进行硫属元素的掺杂，制备而成的一种硫属元素掺杂的氧化铋纳米材料
Bi2O3‑
xMx
，其形貌为花状，其中，
M
代表硫属元素硫
、
硒和碲中的至少一种，
x
取值为
≥0
；
[0010]所述纳米材料的制备方法包括以下步骤：
[0011]步骤1：将氟化铋纳米花分散于水中，与聚乙烯吡咯烷酮混合得到均匀的分散液，所述氟化铋纳米花是将铋源和氟源按照铋元素和氟元素摩尔比1：
0.4
～2的比例通过室温共沉淀法制备而得；
[0012]步骤2：将含有
M
元素的化合物或抗坏血酸溶解后加入上述步骤1所得的分散液中，搅拌反应，即得纳米材料
Bi2O3‑
xMx。
所述纳米材料
Bi2O3‑
xMx
中的
x
值可通过投料比和反应时间进行调控
。
[0013]上述制备方法中，通过控制铋元素和氟元素摩尔比1：
0.4
～2，过量的铋能够提高反应物铋的浓度促进沉淀平衡正移，且使部分晶种沿边缘方向生长，长成了花状
。
[0014]优选地，所述
x
的取值范围为0～
2.7。
[0015]优选地，所述步骤1中氟化铋纳米花的具体制备方法包括：将铋源和氟源分别溶于多元醇中得到溶液
A
和
B
，将溶液
A
和
B
混合后，边搅拌边加入沉淀剂，于室温下反应即得氟化铋纳米花；所述沉淀剂是指用于将氟化铋以沉淀形式从体系中析出的溶剂
。
[0016]优选地，所述铋源为硝酸铋和硝酸铋的水合物中的至少一种，所述氟源为氟化铵，所述多元醇为乙二醇，所述沉淀剂为水
、
乙醇和丙酮中的至少一种
。
[0017]优选地，所述步骤2中含有
M
元素的化合物为含有
M
元素的碱金属盐
。
[0018]优选地，所述含有
M
元素的碱金属盐选自硫化钠，硫化钠的水合物，硒化钠，硒化钠的水合物，碲化钠，硫化钾，硒化钾和碲化钾中的至少一种
。
[0019]本专利技术的第二方面，提供了一种上述制备方法制备得到的纳米材料，所述纳米材料具有立方相结构
。
[0020]本专利技术的第三方面，提供了一种上述制备方法制备得到的纳米材料作为光热材料和
/
或光催化材料的应用
。
包括在制备具有光热效应和
/
或光催化性能的产品中的应用
。
[0021]本专利技术的第四方面，提供了一种氟化铋纳米花材料，其形貌为花状，具有立方相结构
。
[0022]本专利技术的第五方面，提供了一种上述制备方法制备得到的氧化铋纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种掺杂的氧化铋纳米材料的制备方法，其特征在于，所述纳米材料是以氟化铋纳米花为模板，通过拓扑化学合成方法，进行硫属元素的掺杂，制备而成的一种硫属元素掺杂的氧化铋纳米材料
Bi2O3‑
xMx
，其形貌为花状，其中，
M
代表硫属元素硫
、
硒和碲中的至少一种，
x
取值为
≥0
；所述纳米材料的制备方法包括以下步骤：步骤1：将氟化铋纳米花分散于水中，与聚乙烯吡咯烷酮混合得到均匀的分散液，所述氟化铋纳米花是将铋源和氟源按照铋元素和氟元素摩尔比1：
0.8
～
1.2
的比例通过室温共沉淀法制备而得；步骤2：将含有
M
元素的化合物或抗坏血酸溶解后加入上述步骤1所得的分散液中，搅拌反应，即得纳米材料
Bi2O3‑
xMx。2.
如权利要求1所述的掺杂的氧化铋纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中氟化铋纳米花的具体制备方法包括：将铋源和氟源分别溶于多元醇中得到溶液
A
和
B
，将溶液
A
和
B
混合后，边搅拌边加入沉淀剂，于室温下反应即得氟化铋纳米花；所述沉淀剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钰皓，杜军，陈国菠，缪煜清，刘宝林，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：