论文部分内容阅读
上转换纳米材料(UCNP)由稀土镧系元素掺杂到基质材料中组成,在红外光的照射下,可以发射出更高能量的可见光或紫外光。上转换纳米材料具有低的背景自荧光强度,较大的穿透深度,较好的化学、物理稳定性,已经广泛应用于防伪材料、光学装置和生物医学等领域。但是,目前制备的形貌较均匀、尺寸较小的上转换纳米材料是以长碳链化合物(油酸、油胺等)作为表面配体的,通常为疏水性质。因此,需要对上转换纳米材料进行亲水性表面修饰,从而拓宽其应用前景。原子转移自由基聚合(ATRP)是活性/可控自由基聚合的一种,主要用于制备嵌段共聚物、星形聚合物、超支化聚合物、纳米反应器等一系列特定组成和结构的聚合物。近几年来,无金属光催化ATRP技术发展迅速,与传统的ATRP相比,反应产物中不会有金属残留,且反应条件较温和,是一种既经济又环保的聚合方法。本文首先通过不同的制备方法、配体比例、反应时间制备出不同形貌的上转换纳米材料,研究这些因素对其形貌的影响。然后利用无金属光催化ATRP对纳米材料进行表面修饰,制备出了具有亲水性的上转换纳米材料@聚丙烯酸核壳结构纳米材料。具体研究内容如下:1.以6-氨基己酸和油酸作为两种配体,通过溶剂热法制备出表面带有-NH2和-OA的上转换纳米材料UCNP-NH2/OA,并研究两种配体的比例对其形貌的影响;然后与2-溴异丁酰溴发生酰胺化反应,制备出表面带有ATRP光引发点的上转换纳米材料UCNP-Br/OA;再利用无金属光催化ATRP在上转换纳米材料表面修饰上聚丙烯酸,制备出上转换纳米材料@聚丙烯酸核壳结构纳米材料UCNP-PAA/OA。2.先使6-氨基己酸与2-溴异丁酰溴发生酰胺化反应,合成出双官能团配体BiBAHA;然后以BiBAHA和油酸作为两种配体,通过一步溶剂热法直接制备出表面带有光引发点-Br和-OA的上转换纳米材料UCNP-Br/OA,并研究反应时间对其形貌的影响;再利用无金属光催化ATRP在纳米材料表面修饰上聚丙烯酸,制备出上转换纳米材料@聚丙烯酸核壳结构纳米材料UCNP-PAA/OA。3.首先通过热分解法制备出表面为油酸配体的上转换纳米材料UCNP-OA;然后在NOBF4的作用下,通过配体交换反应使油酸配体脱落,再与BiBAHA反应,制备出表面带有光引发位点的上转换纳米材料UCNP-Br;最后利用光催化ATRP在纳米材料表面修饰上聚丙烯酸,制备出上转换纳米材料@聚丙烯酸核壳结构纳米材料UCNP-PAA。