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近年来,功能化纳米凝胶由于其独特的性能日益受到人们的关注。以聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)为代表的温敏水凝胶是一种典型的环境敏感型智能新材料,因其在药物分离、生物工程、化学传感以及形状记忆等方面的潜在应用受到广泛关注。通过温敏水凝胶与荧光纳米材料的复合,可方便地实现温敏水凝胶的荧光功能化,并在生物标记、温度传感等方面的研究中显示出其独特优势。因此,利用稀土纳米晶独特的荧光性能,合成具有荧光温敏特性的新型凝胶,对于拓展温敏水凝胶的荧光功能化研究具有重要意义。论文的主要内容如下:1.采用巯基乙胺为配体,以硝酸铒(Er(NO3)3),硝酸镱(Yb(NO3)3),硝酸钇(Y(NO3)3)和氟化铵(NH4F)为原料,水热法制备表面含-NH2基团的活性YF3:Yb3+-Er3+纳米晶;以过硫酸钾(K2S2O8)为引发剂,借助1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)与N-羟基丁二酰亚胺(NHS)的偶联反应,在活性纳米晶存在下,进行N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM),N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)与丙烯酸的自由基共聚合,一锅法制备了YF3:Yb3+-Er3+/PNIPAm-co-PAA荧光温敏纳凝胶。对制备的纳米晶及纳凝胶的结构与荧光性能进行了表征。结果表明,纳米晶的粒径为6-10nm,呈单分散分布;纳凝胶的粒径呈多分散分布,粒径主要分布在100-300nm。PL光谱分析表明,活性YF3:Yb3+-Er3+纳米晶的4F7/2→4I15/2跃迁,在483nm和496nm处产生明显的能级劈裂;纳凝胶中该能级劈裂依然存在,但随温度升高发生耦合;环境温度对纳凝胶的上转换发光强度产生明显影响。2.采用巯基乙胺为配体,以硝酸铕(Eu(NO3)3)、氟化钠(NaF)为原料,水热法制备表面含-NH2基团的活性EuF3纳米管,再通过酰胺反应将功能化纳米管与丙烯酸连接;以过硫酸钾(K2S2O8)为引发剂,在活性纳米晶存在下,进行N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm),N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)自由基共聚合,制备了EuF3纳米管/PNIPAm荧光温敏纳凝胶。对制备的纳米管及纳凝胶的结构与荧光性能进行了表征。结果表明,EuF3纳米管的直径约为20nm,长度在500-600nm,呈单分散分布。通过红外光谱、XPS、HRTEM,研究了其化学成分和反应机理,提出了纳米管的形成机理,探讨了EuF3纳米管/PNIPAm纳凝胶的荧光温敏行为。3.采用硝酸铒、甲基丙烯酸和邻菲罗啉直接反应合成稀土配合物Er(MAA)3-Phen。然后将Er(MAA)3-Phen与温敏凝胶NIPAM进行聚合,合成了稀土纳米凝胶Poly(Er(MAA)3-Phen-NIPAM),所制备的纳米凝胶的粒径均匀,分布在50-100nm,纳凝胶呈单分散分布;本章对纳凝胶的荧光温敏性能作了研究。结果表明,随着温度的升高,纳凝胶的荧光强度不断增强,且在30-34°C之间的荧光强度变化明显;当温度达到36°C以上后,荧光发射增强逐渐趋缓,发射峰强度几乎不再改变。论文还研究了溶剂、金属离子等对该纳凝胶荧光发射的影响。结果表明,DMF对纳凝胶的荧光发射有明显的增强作用;而四氯化碳对纳凝胶的荧光发射无明显影响。金属离子中, Cu2+与Hg2+对纳凝胶的荧光发射具有强烈的淬灭作用;在2.0×10-5-6.0×10-5mol/L浓度范围内,Zn2+能够显著增强纳凝胶荧光发射;进一步提高Zn2+浓度,其对Poly(Er(MAA)3-Phen-NIPAM)的荧光增强作用相应减弱。