專利名稱：利用鯡魚精dna為模板制備摻銪氟化鑭多孔納米球的方法
技術領域：
本發明涉及納米材料制備研究領域，具體說涉及一種利用鯡魚精DNA為模板制備 摻銪氟化鑭多孔納米球的方法。
背景技術：
稀土氟化物聲子能量低，具有良好的熱穩定性和環境穩定性，被廣泛用做發光材 料基質、固體電解質、潤滑劑、鋼鐵和有色金屬合金添加劑、電極材料、化學傳感器和生物 傳感器等。人們已經采用共沉淀法、微乳液法、水熱法、靜電紡絲技術等多種方法制備出 了多種形貌的稀土氟化物納米材料，如納米粒子、納米管、納米棒、納米纖維和納米帶等。 LaF3IEu3+納米材料是一種重要的紅色熒光材料，有廣闊的應用前景，已經成為納米發光材 料研究領域的熱點之一。例如，Meng J X等采用水熱法制備了 30-50nm的六方形LaF3 = Eu3+ 納米粒子(Spectrochimica Acta, Part A，2007，66，81-85) ；Τ. Grzyb 等采用共沉淀法制備 了 LaF3 = Eu3+納米粒子(Journal of Rare Earths，2009，27 (4)，588-592)；劉桂霞等采用一 種簡單的液相反應法在室溫下合成了棒狀LaF3 = Eu3+納米晶；Wang ^ienling等采用回流法 制備了 LaF3 = Eu3+納米粒子(Journal of Rare Earths，2009，27 (1)，33-37)；董相廷等采用 甘氨酸輔助水熱合成了 LaF3:Eu3+六角形納米片(Journal ofAlloys and Compounds, 2009, 487(1-2),298-303) Jean-Iuc Lemyre等采用微乳液法制備出了菱形、三角形、六邊形和正 方形的LaF3納米晶；Xiaojing Lu等采用模板法合成了 LaF3納米管(Front. Chem. China, 2010，5 (1),76-79)；王進賢等采用靜電紡絲技術制備了稀土氟化物納米纖維(中國發明專 利，申請號201010107993.4)；董相廷等采用靜電紡絲技術制備了稀土氟化物納米帶(中 國發明專利，申請號=201010108039. 7)。以DNA為模板合成無機納米材料已有報道。例如，劉憲華等采用DNA為模板組裝 了氧化鋅納米鏈(中國發明專利，申請號2009102^007. X)；徐慧等采用DNA為模板制備 了金屬納米導線(中國發明專利，申請號:200810031316. 1)；李娜等采用DNA為模板制備 了鏈狀氟化鋇納米球(中國發明專利，申請號200810079482. 9)。目前未見應用DNA為模 板制備LaF3 = Eu3+多孔納米球的相關報道。本發明采用鯡魚精DNA為模板，以硝酸鑭(La (NO3) 3 · 6H20)、氧化銪(Eu2O3)和 氟化銨(NH4F)為原料，以去離子水為溶劑，應用水熱法，在最佳的實驗條件下，制備出了 LaF3 Eu3+多孔納米球，在本發明中，摻雜的銪離子的摩爾百分數為5 %，標記為LaF3 5 % Eu3+，即本發明所制備的是LaF3:5% Eu3+多孔納米球。
發明內容
在背景技術中的制備LaF3 = Eu3+納米粒子、納米管、納米棒、納米纖維和納米帶等， 采用了共沉淀法、水熱法、微乳液法、靜電紡絲法等；以DNA為模板合成了納米鏈、納米導線 和納米球等形貌的無機納米材料。
背景技術：
中所使用的模板劑、制備產物的形貌都與本發 明的方法不同。本發明采用鯡魚精DNA為模板，應用水熱法，制備出了 LaF3:5% Eu3+多孔納米球。本發明是這樣實現的，將鯡魚精DNA溶于去離子水中，配制一定濃度的鯡魚精DNA 水溶液。用硝酸溶解Eu2O3后蒸發得到Eu (NO3) 3晶體，加入去離子水，得到Eu (NO3) 3溶液， 再加入La (NO3) 3 · 6H20得到La (NO3) 3和Eu (NO3) 3的混合溶液，將鯡魚精DNA水溶液加入到 La (NO3) 3和Eu (NO3) 3的混合溶液中，再加入NH4F溶液進行沉淀，將得到的混合物轉移到水熱 反應釜中進行水熱處理，之后將沉淀進行離心分離、無水乙醇洗滌和真空干燥處理后，得到 LaF3:5% Eu3+多孔納米球。其步驟為(1)配制混合溶液將鯡魚精DNA溶于去離子水中，配制一定濃度的鯡魚精DNA水溶液，稱取一定 量的Eu2O3,用硝酸溶解后蒸發得到Eu (NO3)3晶體，加入去離子水，得到Eu(NO3)3溶液，再 加Λ La (NO3) 3 · 6Η20,得到[La (NO3) 3+Eu (NO3) 3]混合溶液，將鯡魚精DNA水溶液加入到 [La (NO3) 3+Eu (NO3)3]混合溶液中，即形成[La (NO3) 3+Eu (NO3) 3+鯡魚精DNA]混合溶液。所述 的[La (NO3) 3+Eu (NO3) 3+鯡魚精DNA]混合溶液中La (NO3) 3與Eu (NO3) 3的摩爾比為95 5。(2)制備 LaF3 5 % Eu3+ 沉淀向所述的[La(NO3)3+Eu(NO3)3+鯡魚精DNA]混合溶液中滴加NH4F水溶液，得到 LaF3:5% Eu3+沉淀。(3)制備LaF3:5% Eu3+多孔納米球將所述的LaF3:5% Eu3+沉淀轉移到水熱反應釜中，于160°C反應12h，將水熱后的 沉淀進行離心分離，無水乙醇洗三次后，于60°C真空干燥12h，獲得LaF3:5% Eu3+多孔納米 球，直徑40 70nm。在上述過程中所述的LaF3:5% Eu3+多孔納米球具有良好的晶形，直徑40 70nm ； 實現了發明目的。
圖 1 是LaF圖 2 是 LaF圖 3 是 LaF圖 4 是 LaF圖 5 是 LaF
具體實施例方式本發明所選用的硝酸鑭(La(NO3)3 ·6Η20)、硝酸(HNO3)、氟化銨(NH4F)、鯡魚精DNA 和無水乙醇均為市售分析純產品，氧化銪(Eu2O3)的純度為99. 99% ；所用的玻璃儀器和設 備是實驗室中常用的儀器和設備。實施例取0. 0623g鯡魚精DNA，將其于20ml去離子水中，低速攪拌半小時，配制 成濃度為3. 12mg/mL的DNA溶液。按照La3+/Eu3+的摩爾比為95 5，稱取0. 0264g氧化銪 (Eu2O3)于燒杯中，加入硝酸與去離子水的體積比為1 1的硝酸溶液使其完全溶解，緩慢蒸 發除去多余的硝酸，待冷卻到室溫，加入60mL去離子水，得到Eu (NO3) 3溶液。稱取1. 2626g 的La (NO3) 3 · 6H20,加入到Eu (NO3) 3溶液中，攪拌使其完全溶解。將制備好的DNA溶液滴加
35% Eu3+多孔納米球的透射電境照片，該圖兼作摘要附35% Eu3+多孔納米球的電子衍射照片；
3:5%Eu3+多孔納米球的X射線衍射35% Eu3+多孔納米球的激發光譜35% Eu3+多孔納米球的發射光譜圖。到配制好的La (NO3) 3與Eu (NO3) 3的混合溶液中，室溫下攪拌Mh，使帶正電的鑭離子和銪離 子與DNA上的帶負電的磷酸根以及堿基上的N原子充分吸附。稱取0. 3996g的NH4F,并加 入20mL去離子水溶解，緩慢滴加到上述混合溶液中，再繼續攪拌lh。將此混合物轉移到3 個50mL帶聚四氟乙烯襯里的不銹鋼水熱反應釜中，于160°C反應12h，自然冷卻到室溫，離 心分離，用無水乙醇洗滌三次后，于60°C真空干燥12h，得到LaF3:5% Eu3+多孔納米球。所 述的LaF3:5% Eu3+納米粒子呈多孔球形，直徑40 70nm，見圖1所示。所述的LaF3:5% Eu3+多孔納米球是多晶結構，見圖2所示。所述的LaF3:5% Eu3+多孔納米球具有良好的晶 型，其衍射峰的晶面間距d值和相對強度與LaF3 WPDF標準卡片(72-1435)所列的d值和 相對強度一致，屬于六方晶系，空間群為P6322，見圖3所示。當監測波長為592nm時，所述 的LaF3:5% Eu3+多孔納米球的激發光譜主峰位于397nm處的強譜帶，屬于Eu3+的7Ftl — 5L6 的躍遷，見圖4所示。在397nm的紫外光激發下，LaF3:5% Eu3+多孔納米球發射出主峰位于 592nm的明亮紅光，它對應于Eu3+離子的5Dtl — 7F1躍遷，屬于Eu3+離子的強迫磁偶極躍遷， 見圖5所示。 當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟 悉本領域的技術人員當可根據本發明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變 形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種利用鯡魚精DNA為模板制備摻銪氟化鑭多孔納米球的方法，其特征在于，采用 水熱法，使用鯡魚精DNA為模板劑，采用去離子水為溶劑，制備產物為LaF3:5% Eu3+多孔納 米球，其步驟為(1)配制混合溶液溶劑采用去離子水，配制鯡魚精DNA水溶液，稱取一定量的Eu2O3，用硝酸溶解后蒸 發得到Eu (NO3) 3晶體，加入去離子水，得到Eu (NO3) 3溶液，再加入La (NO3) 3 · 6H20，得到 [La (NO3) 3+Eu (NO3) 3]混合溶液，將鯡魚精DNA水溶液加入到[La (NO3) 3+Eu (NO3) 3]混合溶液 中，即形成[La(NO3) 3+Eu (NO3) 3+鯡魚精DNA]混合溶液；(2)制備LaF3:5% Eu3+沉淀向所述的[La (NO3) 3+Eu (NO3) 3+鯡魚精DNA]混合溶液中滴加NH4F水溶液，得到LaF3 5 % Eu3+沉淀；(3)制備LaF3:5%Eu3+多孔納米球將所述的LaF3:5% Eu3+沉淀轉移到水熱反應釜中，于160°C反應12h，將水熱后的沉淀 進行離心分離，無水乙醇洗三次后，于60°C真空干燥12h，獲得LaF3:5%EU3+多孔納米球，直 徑 40 70nm。
2.根據權利要求1所述的一種利用鯡魚精DNA為模板制備摻銪氟化鑭多孔納米球的方 法，其特征在于，鑭源和銪源使用的是硝酸鑭(La(NO3)3 · 6H20)和氧化銪(Eu2O3)。
3.根據權利要求1所述的一種利用鯡魚精DNA為模板制備摻銪氟化鑭多孔納米球的方 法，其特征在于，所述的[La (NO3) 3+Eu (NO3) 3+鯡魚精DNA]混合溶液中La (NO3) 3與Eu (NO3) 3 的摩爾比為95 5。
4.根據權利要求1所述的一種利用鯡魚精DNA為模板制備摻銪氟化鑭多孔納米球的方 法，其特征在于，沉淀劑采用氟化銨(NH4F)。
全文摘要
本發明涉及一種利用鯡魚精DNA為模板制備摻銪氟化鑭多孔納米球的方法，屬于納米材料制備技術領域。本發明包括三個步驟(1)配制混合溶液。用硝酸溶解Eu2O3后蒸發得到Eu(NO3)3晶體，加入去離子水，再加入La(NO3)3·6H2O，得到[La(NO3)3+Eu(NO3)3](其中硝酸銪的摩爾百分數為5％)混合溶液，將鯡魚精DNA水溶液滴加到[La(NO3)3+Eu(NO3)3]混合溶液中，即形成[La(NO3)3+Eu(NO3)3+鯡魚精DNA]混合溶液；(2)制備LaF3:5％Eu3+沉淀。向所述的混合溶液中滴加NH4F水溶液，得到LaF3:5％Eu3+沉淀；(3)制備LaF3:5％Eu3+多孔納米球。將所述的LaF3:5％Eu3+沉淀轉移到水熱反應釜中，于160℃反應12h，將沉淀離心分離、無水乙醇洗后于60℃真空干燥12h，獲得具有良好晶形的LaF3:5％Eu3+多孔納米球，直徑40～70nm。該方法簡單易行，經濟環保，具有廣闊的應用前景。
文檔編號B01J13/02GK102078785SQ201010550250
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者于文生, 于源華, 劉桂霞, 劉璐, 王進賢, 董相廷 申請人:長春理工大學