自组装水热合成碳点-中空氧化硅纳米粒复合材料.pdf

《自组装水热合成碳点-中空氧化硅纳米粒复合材料.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第4期应用化学Vo1．33Iss．42016年4月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYApr．2016蠕蠕：：；(研究论文；》特邀稿件《!；盒自组装水热合成碳点·中空氧化硅纳米粒复合材料JATUPAIBOONNimn张德蒙王贝贝谢红国。马小军(。中国科学院大连化学物理研究所，生物技术研究部辽宁大连116023；中国科学院大学北京100049)摘要利用反相微乳液体系制备出粒径均一的中空氧化硅纳米粒(SHN)，以此为基础，再利用水热法通过自组装合成了碳点-中空氧化硅纳米

2、粒复合材料(CD．SHN)。采用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对其结构进行了表征，结果显示SHN尺寸为30～40am，壳厚约为10am，在此基础上合成出具有和海葵类似结构的CD—SHN，尺寸约为1txm，并且，在水相中具有良好的分散性。海葵状CD—SHN既具有激发波长依赖的多色荧光发射性能，又具有良好的光稳定性，其最大激发及发射波长分别位于360和435nm附近，经40w白炽灯照射60min，其荧光强度仍可保持97％。该材料的制备过程条件温和，其原材料生物相容性

3、良好，在生物造影方面具有潜在的优势。关键词纳米中空结构；海葵状；碳点；氧化硅；多色荧光中图分类号：0648．1；0482．3文献标识码：A文章编号：1000-0518(2016)04-0391-06DOI：10．11944／j．issn．1000-0518．2016．04．160057中空纳米粒子具有与众不同的性能和可功能化的壳内外表面，已经引起研究人员的广泛关注。与实心纳米粒相比，中空纳米粒具有更多优异的性能，如低体密度、高比表面积、低热传导性、高包封率和独特的光学特性⋯。中空纳米粒子的内部空腔可封

4、装磁性材料J、催化活性组分j、药物J，用作药物靶向与控释载体或与荧光染料构建生物显影剂等材料。传统有机荧光染料在长时间成像中存在稳定性差和容易猝灭等缺点，而半导体量子点虽然具有优异的荧光性质，但是其合成需要重金属离子前驱体，存在生物安全隐患。例如，含cd¨的半导体量子点中嵌入纳米粒子的cd易释放出来而产生细胞毒性J。因此，在生物成像应用中需要寻找可替代半导体量子点的无毒材料‘9。。碳点是一类新颖的具有独特荧光性质的功能纳米材料。由于其具有很高的吸光率、优异的化学稳定性和生物相容性，可用于生物造影和药物

5、输送等方面州，因此受到广泛的关注。碳点材料可由石墨材料、活性炭或各类有机物通过激光辐射、电化学氧化、微波处理或水热处理的方法制备而得m]。其中，水热合成法具有合成条件温和、实验装置简单廉价、分离纯化方便、无污染等特点，是一种较为简单的碳点制备方法。更为理想的是，水热合成法可以利用柠檬酸、葡萄糖或橘皮等多种生物相容性良好的碳源材料，所合成的碳点更适于生物医学领域方面的应用。纳米材料三维结构的组装是制备纳米器件的关键技术之一，而纳米粒子自组装仿生模拟作为一种有效的思路与途径，已经成为研究的热点。目前，通过

6、自下而上的方法构建的复杂纳米结构的研究已有较多报道，如DNA_1、功能聚合物等的组装，但是将中空纳米粒自组装成规律性三维结构的研究还处于起步阶段。合成过程冗长、条件苛刻、形貌难以控制、产率低等问题，使得无金属荧光中空纳米粒的研究极为匮乏，进一步限制了中空纳米粒自组装成规律性三维结构的研发与应用。本文利用反相微乳液体系制备出粒径均一的中空氧化硅纳米粒(SHN)，并以此为基础，利用水热法和碳点材料通过自组装合成了水相分散性好、具有海葵状结构的碳点一中空氧化硅纳米粒复合材料(CD—SHN)。1实验部分1．1

7、仪器和试剂3．氨丙基三乙氧基硅烷(APS)、正硅酸乙酯(TEOS)、聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX一100，分析纯，百2o16．o2-o2收稿，2016-02-25修回，2o16-03．01接受国家自然科学基金资助项目(91227126)通讯联系人：马小军，研究员；Tel：0411~4379139；Fax：0411~4379096；E-mail：m@diep．ac．ca；研究方向：生物医用材料工程应用化学第33卷灵威)。柠檬酸、乙烯二胺(分析纯，美国Aldrich公司)。其它试剂均为国产分析纯。J

8、EM．2100型高分辨透射电子显微镜(日本JEOL公司)；JSM-7800F型场发射扫描电子显微镜(Et本JEOL公司)；UV2500型紫外可见分光光度计(日本Simazu公司)；LS55型荧光分光光度计(美国PerkinElmer公司)。1．2实验方法1．2．1SHN的制备在1．1mL的去离子水中，加入53．氨丙基三乙氧基硅烷，超声处理10min。再加入18．2mL环己烷、4．47g聚乙二醇辛基苯基醚和4．41mL正辛醇制得微乳液。加入200mL正硅酸