【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料，具体涉及一种具有多重组装响应的上转换纳米材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、上转换纳米粒子是一种特殊的纳米材料，具有将低能量光子转换为高能量光子的能力，这种转换过程通常在纳米尺度下进行。上转换是指将两个或多个低能量泵浦光子转换为一个高能输出光子的非线性光学过程。
2、上转换纳米粒子通常由稀土元素掺杂的介质构成，如硅酸盐、玻璃或稀土金属氧化物，这种特性使得上转换纳米粒子在生物成像、光动力治疗、光热治疗、药物输送以及光电器件等领域具有广泛的应用前景。此外，上转换纳米粒子还具有较高的稳定性、良好的光化学性能和较长的激发波长，使其在生物医学领域的应用中具有较低的背景噪声和更高的信噪比。
3、目前，合成上转换纳米材料的主要方法有高温热分解法、溶胶-凝胶法和水/溶剂热法。高温热分解法可合成形貌好、发光强度高的上转换纳米材料，但反应所需温度很高，且反应过程需要在无氧条件下进行，反应条件也较为苛刻，而且所得材料只能分散在有机溶液中，水溶性差。溶胶-凝胶法虽然所需合成温度较低，但整个合成过程周期长，常需要几天时间，而且工艺繁琐。水/溶剂热法与前两种方法相比，反应温度式中，合成过程简单便捷，而且对产物晶体取向调节和粒度控制的能力强，然而该方法所需反应时间依然较长，常需要十几个小时，且反应内部热量分布不均匀，需要特制的反应器，所得材料也存在粒径较大，在生理溶液中分散稳定性差的问题。除此之外，目前的制备方法还容易产生杂质，大大限制了上转换纳米材料的合成和应用。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种具有多重组装响应的上转换纳米材料及其制备方法和应用，通过在纳米材料的表面使用长链二元酸进行修饰，得到一种在不同外界环境刺激下，由于表面配体长链的弯曲伸展，以及端基羧基配位形式改变的双重作用，反映出不同的亲疏水性，导致不同的表面性质，组装性能具有多重组装响应的上转换纳米材料。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、第一方面，本申请提供一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，所述纳米材料的表面通过柔性的长链二元酸和/或油酸修饰。
4、本专利技术的上转换纳米材料通过长链二元酸的修饰，由于烷基链的长度，在不同外界刺激下，二元酸表现为不同的配位形式，在酸性条件下表现为单配位，在碱性条件下表现为二配位，可链接两个纳米粒子，在疏水条件下表现为二齿配位，螯合于纳米粒子表面。
5、本专利技术通过将长链二元酸应用于上转换纳米粒子的表现修饰，在不同外界环境刺激下表现出不同的表面性质，能得到一种具有多重刺激响应的上转换纳米粒子，能赋予上转换纳米粒子更多的应用潜力，同时，也为纳米粒子的界面工程提供了一种新的思路，通过表面配体配位组装的改变，改变纳米粒子的表面性质，从而应用于纳米智能材料领域。
6、本专利技术修饰在纳米材料表面的长链二元酸是一类具有生物活性、生物相容性的分子，可供生物体利用，适合生物医学上的应用，同时直接使用长链二元酸也避免了复杂的有机合成工序。
7、进一步的，采用原位合成法或配体交换法将长链二元酸与纳米粒子通过配位键相连。
8、进一步的，所述长链二元酸配体不低于9个碳原子。
9、进一步的，所述长链二元酸配体的结构通式为碳链长度9～24个碳，碳链中含有0～4个碳碳双键的脂肪长链二元酸。
10、进一步的，所述长链二元酸分子带有两个羧基，且两个羧基分别位于碳链的两端。
11、进一步的，所述长链二元酸为9-十八碳烯二酸或十八碳二元酸，其结构式如下：
12、
13、进一步的，所述长链二元酸与油酸的用量比为1：(0～2)。
14、第二方面，本申请提供一种具有多重组装响应的上转换纳米材料的制备方法，采用直接合成法制备长链二元酸修饰的上转换纳米粒子，包括以下步骤：
15、将稀土金属盐与长链二元酸分子混合加热，形成金属-二元酸复合物；
16、升温，形成纳米粒子；
17、对纳米粒子进行反复洗涤分散，得到上转换纳米材料。
18、第三方面，本申请提供一种红外光吸收层，包括上述上转换纳米材料或上述制备方法制备的上转换纳米材料。
19、第四方面，本申请提供一种太阳能电池光子吸收材料，包括上述上转换纳米材料或上述制备方法制备的上转换纳米材料或上述红外光吸收层。
20、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
21、(1)本专利技术的上转换纳米材料通过长链二元酸的修饰，由于烷基链的长度，在不同外界刺激下，二元酸表现为不同的配位形式，在酸性条件下表现为单配位，在碱性条件下表现为二配位，可链接两个纳米粒子，在疏水条件下表现为二齿配位，螯合于纳米粒子表面。
22、(2)本专利技术通过将长链二元酸应用于上转换纳米粒子的表现修饰，在不同外界环境刺激下表现出不同的表面性质，能得到一种具有多重刺激响应的上转换纳米粒子，能赋予上转换纳米粒子更多的应用潜力，同时，也为纳米粒子的界面工程提供了一种新的思路，通过表面配体配位组装的改变，改变纳米粒子的表面性质，从而应用于纳米智能材料领域。
23、(3)本专利技术修饰在纳米材料表面的长链二元酸是一类具有生物活性、生物相容性的分子，可供生物体利用，适合生物医学上的应用，同时直接使用长链二元酸也避免了复杂的有机合成工序。
24、(4)本专利技术中的纳米材料表面修饰了长链二元酸后，裸露的羧基也可作为活性官能团，功能化后进行生物分析。
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1.一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述纳米材料的表面通过柔性的长链二元酸和/或油酸修饰。
2.根据权利要求1所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，采用原位合成法或配体交换法将长链二元酸与纳米粒子通过配位键相连。
3.根据权利要求1所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述长链二元酸配体不低于9个碳原子。
4.根据权利要求3所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述长链二元酸配体的结构通式为碳链长度9～24个碳，碳链中含有0～4个碳碳双键的脂肪长链二元酸。
5.根据权利要求1所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述长链二元酸分子带有两个羧基，且两个羧基分别位于碳链的两端。
6.根据权利要求1所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述长链二元酸为9-十八碳烯二酸或十八碳二元酸，其结构式如下：
7.根据权利要求1所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述长链二元酸与油酸的用量比为1：(0
8.一种权利要求1～7任意一项所述的具有多重组装响应的上转换纳米材料的制备方法，其特征在于，采用直接合成法制备长链二元酸修饰的上转换纳米粒子，包括以下步骤：
9.一种红外光吸收层，其特征在于，包括权利要求1～7任意一项所述的上转换纳米材料或权利要求8所述的制备方法制备的上转换纳米材料。
10.一种太阳能电池光子吸收材料，其特征在于，包括权利要求1～7任意一项所述的上转换纳米材料或权利要求8所述的制备方法制备的上转换纳米材料或权利要求9所述的红外光吸收层。
...【技术特征摘要】
1.一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述纳米材料的表面通过柔性的长链二元酸和/或油酸修饰。
2.根据权利要求1所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，采用原位合成法或配体交换法将长链二元酸与纳米粒子通过配位键相连。
3.根据权利要求1所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述长链二元酸配体不低于9个碳原子。
4.根据权利要求3所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述长链二元酸配体的结构通式为碳链长度9～24个碳，碳链中含有0～4个碳碳双键的脂肪长链二元酸。
5.根据权利要求1所述的一种具有多重组装响应的上转换纳米材料，其特征在于，所述长链二元酸分子带有两个羧基，且两个羧基分别位于碳链的两端。
6.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：范鸿川，张捷杰，袁媛，魏小松，苏军，范佳倩，
申请(专利权)人：禾大西普化学四川有限公司，
类型：发明
国别省市：
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