基于稀土掺杂上转换纳米材料的荧光纤维及其制备方法

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局畿旎，jd (12)创造专利申请 赢(10)申请公布号 c 111206414 a(43)申请公布日202x. 05.29(21) 申请号 202xxx048278.1(22) 申请日 (71) 申请人南通纺织丝绸产业技术研究院地址226300江苏省南通市通州区新世纪大道266号江海智汇园1)1号楼申请人苏州大学(72) 创造人赵兵祁宁冯笑黄小萃(74)专利代理机构苏州见山知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32421代理人胡益萍(51)lnt.ci.d06u /77(2006.01)d06m 757(2006.01)co9k 切(2006.01)c09k /

2、85(2006.01)权利要求书i页说明书3页(54)创造名称基于稀土拶杂上转换纳米材料的荧光纤维 及其制备方法(57)摘要y 三 903本创造公开了一种基于稀土掺杂上转换纳 米材料的荧光纤维,将聚多巴胺改性纤维首先浸 溃在gif1s修饰yf3:ybrer纳米品胶体溶液中30 60mi n,取出后用乙孵反复冲洗，再次浸溃在pei 修饰肾3: yb, er纳米晶胶体溶液中30-60min；?& 复上述组装过程，即可制备得到基于稀土掺杂i- 转换纳米材料的荧光纤维。本创造赋予纤维上转 换荧光性能,在防伪纺织品领域有页要的应用价 值。1.一种基于稀土.掺杂上转换纳米材料的荧光纤维的制备方法,

3、其特征在于：51, 将yf3：vb,er纳米晶与pei混合，匀速搅拌12-24h后，使用乙醇反复清洗、离心、真空 枯燥，得到pe【修饰yf3: yb, er纳米晶：52, 将vf3：yb,er纳米晶与gptms混合，匀速搅拌12-24h后，使用乙醴反复清洗、离心、真 空枯燥，得到gptms修饰件3: yb, er纳米晶：53, 配制的多巴胺tris-hcl缓冲液，调节ph值至8.5,将纤维浸渍在上述缓 冲液中12-24h,浴比1:50,使用乙醇反复清洗、离心、真空枯燥，制备得到聚多巴胺改性纤 维：54, 将pei修饰yf3：yb,er纳米晶和gptms修饰yf3:yb,er纳米晶分别配制成质量

4、分数的胶体溶液，然后将上述聚多巴胺改性纤维首先浸渍在gptms修饰yf：eb,er纳 米晶胶体溶液中30 60min,取出后用乙醇反复冲洗再次浸渍在pei修饰yf3:yb,er纳米晶 胶体溶液中30-60min；m复上述组装过程，最终制备得到基于稀土掺杂上转换纳米材料的 荧光纤维。2 .根据权利要求1所述的基于稀土掺杂上转换纳米材料的荧光纤维的制备方法，其特 征在于，所述s1中yf3:yb,er纳米晶无外表配体，平均粒径l-20nnu3 .根据权利要求1所述的基于稀土掺杂上转换纳米材料的荧光纤维的制备方法，其特 征在于，所述s2中yf3:yb,er纳米晶无外表配体，平均粒径80t00nm。l按

5、权利要求1制备方法得到的基于稀土掺柴上转换纳米材料的荧光纤维。基于稀土掺杂上转换纳米材料的荧光纤维及其制备方法技术领域0001本创造涉及基于稀土掺杂上转换纳米材料的荧光纤维及其制备方法，属纤维材料 领域。背景技术0002 稀土掺杂上转换纳米材料(upconversion nanopart iciestucnps)由于其生物体 毒性低、背景荧光弱、灵敏度高、化学程定性高、光稳定性好、光穿透能力强.stokes位移大 等优点，成为了新一代荧光纳米材料(功能材料,20xx,48(05) :5028-5036)，在免疫分析、生 物标记、生物传感、生物成像、药物栽体、光动力治疗、光热治疗、光导开美、信息

6、存储，食品 平安检测、光催化以及太阳能电池等领域有着广泛的研究和应用(化学进展,20xx,28(11): 1615-1625)o0003 ucnps在纺织领域的研究和应用也有少量文献报道。中国创造专利 cn20xx10701957.9-种荧光沙柳再生纤维素纤维及其制备方法将ucnps添加到纺丝液中， 通过高效共混、湿法纺丝技术制备得到具有优异荧光性能的纤维。但是共混纺丝法只适用 于合成纤维.其应用范围受到限制。此外,ucnps在纺幺幺液中团聚的难题也很难解决(化学进 展,20xx,29(08) :892-901) o0004中国创造专利cn20xx10836604.3利用m0o3: yb,er

7、/tm之间的静电作用作为成膜推 动力,将纤维依次浸演在带正电的mo03：yb,er/tm胶体溶液和带负电的mo03: yb, er/tm胶体 溶液中，根据需要决定纤维外表mo(k:yb,er/tm组装的层数，从而赋予纤维上转换荧光性 能。但是基于静电引力或者务键作用的弱超分子相互作用导致多层膜的稳定性不高，构筑 基元间缺乏较为牢固的结合力，导致多层膜在较为严苛的条件下(如高离了强度、强酸、强 碱、氧化复原剂等)会遭到破坏，从而限制了静电层层自组装技术的进一步应用(chemical society reviews,20xx.47(13):5061-5098)。创造内容0005本创造针对上述缺乏，

8、提供一种基于稀土掺杂上转换纳米材料的荧光纤维。0006本创造通过下述技术方案予以实现：(1)将平均粒径l-20nm的无表而配体yf3：yb, er纳米晶与pe1混合，匀速搅拌12-24h后,使用乙醇反复清洗、高心、宾空枯燥，得到pei修饰 yf3：yb,er纳米晶：将平均粒径80-100nm的无外表配体ye3:yb,er纳米晶与gptms混合，匀 速搅拌12-24h后，使用乙醇反复清洗、离心、真空枯燥，得到gptms修饰yf3:yb.er纳米品： 配制lwt%-5wt%的多巴胺tris-hci缓冲液，调节ph值至8.5,将纤维浸渍在上述缓冲液 中12-24h,浴比1:50,使用乙醇反复清洗、离

9、心、真空枯燥,制备得到聚多巴胺改性纤维：(4) 将pei修饰yf3：yb,er纳米晶和gptms修饰yf.3：yb,er纳米晶分别配制成质虽分数 的胶体溶液,然后将上述聚多巴胺改性纤维首先浸渍在gptms修饰ye3：yb,er纳米晶胶体溶 液中30-60min,取出后用乙醒反复冲洗，再次浸溃在pei修饰yf3：yb,er纳米晶胶体溶液中 30-60min：重复上述组装过程，最终制备得到基于稀七掺杂上转换纳米材料的荧光纤维。0007无外表基团/无外表配体的ucnps为现有技术,市场上也有南京先丰纳米材料科技 等出传相关产品。li前去除ucnps外表的配体/基团的方法主要有以下三种：(1)超 声法

10、：该方法需要掌握好超声的时间和强度,超声时间过短不能完全去除ucnps外表的配 体/基团，超声时间过长容易造成ucnps团聚。四氟硼酸亚硝nobfi处理,可参见中国发 明专利cn20xx10701945.6o酸处理(ph=4)，可参见中国创造专利cn20xx10153965.xo 0008与现有技术相比，本创造的优点在于：(1)聚多巴胺改性纤维和gptms修饰yf3：yb, er纳米晶,gptms修饰yf3:yb,er纳米晶和pei修饰yf3：yb.er纳米晶之间均通过共价键结合。 相比于常规的静电引力和纵键作用力，共价键结合大大提高了 yf.3：yb,er纳米晶多层膜的 稳定性和吸附牢度。(

11、2)分别选用平均粒径不同的yf3:yb,er纳米晶进行层层自组装,yf3: vb,er纳米晶之间穿插交互排列,进-步提高了 yf3:yb,er纳米晶之间的附着牢度。具体实施方式0009下面结合具体实施方式,进一步阐述本创造。0010 实施例10011 (1)将平均粒径5nm的无外表配体yf3：yb,er纳米晶与pei混合，匀速搅拌12h后，使 用乙醇反复清洗、离心、真空枯燥，得到pei修饰yf3：yb,e】纳米晶：将平均粒径80nm的无 外表配体yf3：vb,er纳米晶与gptms混合匀速挽拌12h后，使用乙醇反复清洗、离心、真空干 燥，得到gptms修饰yfa:yb,er纳米晶；配制iwt%

12、的多巴胺tris-hcl缓冲液，调节ph值至 8.5,将纤维浸渍在上述缓冲液中12h,浴比1:50,使用乙醇反复清洗、离心、真空枯燥，制备 得到聚多巴胺改性纤维；将上述聚多巴胺改性纤维首先浸渍在质量分数0.1%的gptms 修饰vf3：yb,er纳米晶胶体溶液中30min,取出后用乙醇反复冲洗，再次浸渍在质量分数 0.1%的?日1修饰yf：i：yb,er纳米晶胶体溶液中30min,最终制备得到基于稀土拶杂上转换纳 米材料的荧光纤维。0012 实施例20013 将平均粒径10nm的无外表配体件3：yb,er纳米晶与pei混合，匀速搅拌18h后， 使用乙醇反复清洗、离心、真空枯燥，得到pei修饰y

13、f3：yb,er纳米晶。将平均粒径90nm的 无外表配体yf3:yb,er纳米晶与gptms混合，匀速搅拌18h后，使用乙醇反复清洗、离心、真空 枯燥，得到gptms修饰yf3：yb,er纳米晶。配制3wi%的多巴胺tris-hcl缓冲液，调节ph值 至8.5,将纤维浸渍在上述缓冲液中18h浴比1:50,使用乙醇反复清洗、离心、真空枯燥，制 备得到聚多巴胺改性纤维。(4)将pei修饰yf3: yb,er纳米晶和gptms修饰yf3: yb,er纳米晶分 别配制成质虽分数0.5%的胶体溶液,然后将上述聚多巴胺改性纤维首先浸渍在gptms修饰 m：yb,er纳米晶胶体溶液中45min,取出后用乙醇

14、反复冲洗，再次浸渍在pei修饰yf.3：yb.er 纳米晶胶体溶液中45niin：重复3次上述聚多巴胺改性纤维在gptms修饰yf3:yb,er纳米晶/ pei修饰yf3:yb,er纳米晶中的组装过程，最终制备得到基于稀土掺杂上转换纳米材料的荧 光纤维。0014 实施例30015 (1)将平均粒径20mn的无外表配体件3: yb,er纳米晶与pei混合，匀速搅拌24h后， 使用乙醇反复清洗、离心、真空枯燥，得到pei修饰yf3：yb,er纳米晶：(2)将平均粒ifloonm 的无外表配体yf3：yb.er纳米晶与gptms混合，匀速搅拌24h后，使用乙醇反复清洗、离心、真 空枯燥，得到gptms修饰yf3：yb,er纳米晶；配制5wt%的多巴胺tris-hcl缓冲液，调节ph 值至8.5,将纤维浸渍在上述缓冲液中24h,浴比1:50,使用乙醇反复清洗、离心、真空枯燥, 制备得到聚多巴胺改性纤维；（4）将上述聚多巴胺改性纤维首先浸溃在质量分数1 %的 gptms修饰yf3：yb,er纳米晶胶体溶液中60min,取出后用乙醇反复冲洗，再次浸渍在质量分 数1%的pei修饰yf3：yb,er纳米晶胶体溶液中60min；重夏5次上述聚多巴