專利名稱：一種基于鯡魚精dna模板制備摻銪磷酸鑭多孔納米棒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料制備研究領(lǐng)域，具體說涉及一種基于鯡魚精DNA模板制備摻 銪磷酸鑭多孔納米棒的方法。
背景技術(shù)：
稀土磷酸鹽具有良好的熱穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性，被廣泛用做發(fā)光材料基質(zhì)，其中 研究較多的是LaP04。銪離子摻雜的磷酸鑭納米發(fā)光材料，是一種重要的紅色熒光材料，具 有廣闊的應(yīng)用前景，已經(jīng)引起了人們的高度重視。人們已經(jīng)采用共沉淀法、反相微乳液法、 溶膠-凝膠法、水熱和溶劑熱法、靜電紡絲技術(shù)等多種方法制備出了多種形貌的LaPO4 = Eu3+ 納米材料，如納米粒子、納米棒、納米線、納米薄膜和納米纖維等。例如，代雪晶等采用草酸 鹽共沉淀法制備了 LaPO4 = Eu3+納米晶(沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31 (6)，649-653)；李鵬等 采用反相微乳液法制備了 LaPO4納米粒子(中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2002，21 (3)， 19-21)；高銳等采用溶膠-凝膠法制備了 LaPO4 = Eu3+納米棒(中國有色金屬學(xué)報(bào)英文版， 2010，20 03)，432-436)；王振領(lǐng)等采用多元醇法制備了 LaPO4納米粒子(中國稀土學(xué)報(bào)， 2006，24 (3)，269-273) ；DongXiangting 等采用水熱法可控合成了 LnPO4 (Ln = La，Gd，Y)納 米晶(Journal of Materials Science =Mater. Electron. ,2010,21,38-44)；綦艷等采用凝 膠網(wǎng)格法制備了 LaPO4納米粒子(發(fā)光學(xué)報(bào)，2006，27 (3)，397-401)；于立新等采用水熱法 制備了 LaPO4 = Eu3+納米粒子和納米線(中國稀土學(xué)報(bào)英文版，2004，22(1)，57-62) ；M. Yu 等采用溶膠-凝膠法制備了 LaPO4:Eu3+納米薄膜(Journalof Materials Chemistry, 2003, 13,1413-1419) ；Heike Meyssamy等采用濕化學(xué)法制備了 LaPO4 = Eu3+納米粒子和納米纖維 (Advannced Materials，1999，11 (10)，840-844)；田俐等采用溶劑熱法合成了 LaPO4 納米 棒(中國發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?00810(^9502. 1)；步文博等利用油酸和油胺作為復(fù)合表面活 性劑輔助熱裂解的方法制備了單分散的稀土摻雜磷酸鑭熒光量子點(diǎn)(中國發(fā)明專利，申請(qǐng) 號(hào)200810200176.6)；王宏志等采用多元醇為溶劑、應(yīng)用共沉淀法制備了稀土摻雜磷酸鑭 納米發(fā)光顆粒(中國發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?00710044033.6)；肖秀珍等采用蒸餾水和N，N-二 甲基甲酰胺為混合溶劑，將沉淀反應(yīng)得到的沉淀再進(jìn)行水熱，制備了銪或鋱離子摻雜的正 磷酸鑭納米發(fā)光體(中國發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?00810035855. 2)。以DNA為模板合成無機(jī)納米材料已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。例如，劉憲華等采用DNA為 模板組裝了氧化鋅納米鏈(中國發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?009102^007. X)；徐慧等采用DNA為 模板制備了金屬納米導(dǎo)線(中國發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?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(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?00810079482. 9)。目前未見應(yīng)用 DNA為模板制備LaP04:Eu3+多孔納米棒的相關(guān)報(bào)道。本發(fā)明采用鯡魚精DNA為模板，以硝酸鑭(La(NO3)3 · 6H20)、氧化銪(Eu2O3)和磷 酸銨((NH4)3PO4)為原料，以去離子水為溶劑，應(yīng)用水熱法，在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，制備出了 LaPO4 Eu3+多孔納米棒，在本發(fā)明中，摻雜的銪離子的摩爾百分?jǐn)?shù)為5 %，標(biāo)記為LaPO4 5 %Eu3+，即本發(fā)明所制備的是LaP04:5% Eu3+多孔納米棒。

發(fā)明內(nèi)容
在背景技術(shù)中的制備LaPO4 = Eu3+納米粒子、納米棒、納米線、納米薄膜和納米纖維 等，采用了共沉淀法、反相微乳液法、溶膠-凝膠法、水熱和溶劑熱法、靜電紡絲技術(shù)等；以 DNA為模板合成了納米鏈、納米導(dǎo)線和納米球等形貌的無機(jī)納米材料。
背景技術(shù)：
中所使用的 模板劑、制備產(chǎn)物的形貌都與本發(fā)明的方法不同。本發(fā)明采用鯡魚精DNA為模板，應(yīng)用水熱 法，制備出了 LaPO4:5% Eu3+多孔納米棒。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)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(fā)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，再加入(NH4) 3P04水溶液進(jìn)行沉淀，將得到的混合物轉(zhuǎn)移 到水熱反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱處理，之后將沉淀進(jìn)行離心分離、無水乙醇洗滌和真空干燥處理 后，得到LaPO4:5% Eu3+多孔納米棒。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(fā)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 LaPO4 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(NH4) 3P04水溶液，得 到 LaPO4:5% Eu3+沉淀。(3)制備LaPO4:5% Eu3+多孔納米棒將所述的LaP04:5% Eu3+沉淀轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中，于160°C反應(yīng)12h，將水熱后的 沉淀進(jìn)行離心分離，無水乙醇洗三次后，于60°C真空干燥12h，獲得LaPO4:5% Eu3+多孔納米 棒，直徑20 50nm，長度100 200nm。在上述過程中所述的LaPO4:5% Eu3+多孔納米棒具有良好的晶形，直徑20 50nm， 長度100 200nm，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。


圖1是LaP04:5% Eu3+多孔納米棒的透射電境照片，該圖兼作摘要附圖；圖2是LaPO4 5 % Eu3+多孔納米棒的X射線衍射譜圖；圖3是LaPO4:5% Eu3+多孔納米棒的激發(fā)光譜圖；圖4是LaPO4:5% Eu3+多孔納米棒的發(fā)射光譜圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所選用的硝酸鑭(La(NO3)3 · 6H20)、硝酸(HNO3)、磷酸銨((NH4)3PO4)、鯡魚 精DNA和無水乙醇均為市售分析純產(chǎn)品，氧化銪(Eu2O3)的純度為99. 99% ；所用的玻璃儀器和設(shè)備是實(shí)驗(yàn)室中常用的儀器和設(shè)備。實(shí)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(shí)，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. 0350g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(fā)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. 732g 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 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(fù)電的磷酸根以及堿基上的N原子充分吸附。稱取0. 5315g的(NH4) 3P04， 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(xù)攪拌lh。將此混合物轉(zhuǎn)移 到3個(gè)50mL帶聚四氟乙烯襯里的不銹鋼水熱反應(yīng)釜中，于160°C反應(yīng)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LaPO4:5% Eu3+多孔納米 棒。所述的LaPO4:5% Eu3+是多孔納米棒，直徑20 50nm，長度100 200nm，見圖1所示。 所述的LaP04:5% Eu3+多孔納米棒具有良好的晶型，其衍射峰的晶面間距d值和相對(duì)強(qiáng)度 與LaPO4 WPDF標(biāo)準(zhǔn)卡片(35-0731)所列的d值和相對(duì)強(qiáng)度一致，屬于單斜晶系，空間群為 P21/n，見圖2所示。當(dāng)監(jiān)測波長為589nm時(shí)，所述的LaP04:5%EU3+多孔納米棒的激發(fā)光譜 主峰位于254nm處的強(qiáng)譜帶，屬于02__Eu3+之間的電荷遷移帶，見圖3所示。在254nm的紫 外光激發(fā)下，LaPO4:5% Eu3+多孔納米棒發(fā)射出主峰位于589nm的明亮紅光，它對(duì)應(yīng)于Eu3+ 離子的5Dtl — 7F1躍遷，屬于Eu3+離子的強(qiáng)迫磁偶極躍遷，見圖4所示。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于鯡魚精DNA模板制備摻銪磷酸鑭多孔納米棒的方法，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(chǎn)物為LaPO4 5% Eu3+多孔納米 棒，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(fā)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LaPO4:5% Eu3+沉淀向所述的[La (NO3) 3+Eu (NO3) 3+鯡魚精DNA]混合溶液中滴加(NH4) 3P04水溶液，得到 LaPO4:5% Eu3+沉淀；(3)制備LaPO4:5%Eu3+多孔納米棒將所述的1^04:5^^113+沉淀轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中，于1601反應(yīng)1211，將水熱后的沉淀 進(jìn)行離心分離，無水乙醇洗三次后，于60°C真空干燥12h，獲得LaPO4:5% Eu3+多孔納米棒， 直徑20 50nm，長度100 200nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鯡魚精DNA模板制備摻銪磷酸鑭多孔納米棒的方 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(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鯡魚精DNA模板制備摻銪磷酸鑭多孔納米棒的方 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(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鯡魚精DNA模板制備摻銪磷酸鑭多孔納米棒的方 法，其特征在于，沉淀劑采用磷酸銨((NH4) 3P04)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于鯡魚精DNA模板制備摻銪磷酸鑭多孔納米棒的方法，屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括三個(gè)步驟(1)配制混合溶液用硝酸溶解Eu2O3后蒸發(fā)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?jǐn)?shù)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，即形成混合溶液；(2)制備LaPO4:5％Eu3+沉淀向所述的混合溶液中滴加(NH4)3PO4水溶液，得到LaPO4:5％Eu3+沉淀；(3)制備LaPO4:5％Eu3+多孔納米棒將LaPO4:5％Eu3+沉淀轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中，于160℃反應(yīng)12h，將沉淀離心分離、無水乙醇洗后于60℃真空干燥12h，獲得晶形的LaPO4:5％Eu3+多孔納米棒，直徑20～50nm，長度100～200nm。該方法簡單易行，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C30B7/10GK102071460SQ201010550238
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者于文生, 于源華, 劉桂霞, 劉璐, 王進(jìn)賢, 董相廷 申請(qǐng)人:長春理工大學(xué)