核壳结构荧光多孔二氧化硅的制备(2)
因为具有稳定性、生物兼容性和水溶性的特点,所以将有机荧光试剂包裹到SiO2网络中合成复合荧光纳米粒子是纳米材料的研究热点之一，并且这样制取到的核壳型荧光多空纳米颗粒具有很多的优点：第一，被包埋在二氧化硅纳米粒子中的荧光试剂由于受到二氧化硅的保护,所以极大的减少了光漂白的概率；第二，多个荧光分子会被包裹在纳米粒子中,因此发光强度较大,这样就显著提高了检测的灵敏性；第三,稳定的壳层结构能够保障荧光试剂不会受到周围因素的影响,对检测对象比较安全。这样制备出一种具有新型稀土纳米核壳结构的多功能复合材料，就会在日常生活中体现出重要的应用意义，所以引起了相当广泛的研究兴趣。
依据以上叙述，本论文使用水热法制备了具有良好分散性、粒径分布均匀并且具有荧光性质的球形(NaYF4)纳米荧光粉；再以十吹冰烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂和模版剂，以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，以丙酮为有机萃取剂，使用溶胶-凝胶法、加热回流萃取法合成具有核壳结构的荧光多孔二氧化硅材料。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
仪器： DZF-6020型真空干燥箱(巩义市予华仪器有限公司)；HJ-6磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限公司)；SZCL-2数显智能控温磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限公司)；台式低速离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)；AL204电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)；玻璃仪器气流烘干器(郑州欧卡仪器设备有限公司)；KQ-300E 型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；圆底烧瓶，球形回流管，锥形瓶，量筒；镊子；钥匙；玻璃棒；洗耳球；离心管；移液管；移液枪；高压釜；针管；
试剂：正硅酸乙酯(TEOS，分析纯，天津巴斯夫化工有限公司)；十吹冰烷基三甲基溴化铵 (CTAB，分析纯，天津市科密欧化学试剂开发中心)；0.05mol/L 硝酸饵；0.2mol/L 硝酸钇；0.1mol/L 硝酸镱；无水乙醇、丙酮、氨水等试剂均为分析纯，实验用水均为去离子水。
1.2 NaYF4:Yb/Er的制备
用吸量管分别量取0.2mol/L硝酸钇25.4mL、0.1mol/L硝酸镱6.0mL、0.05mol/L硝酸饵2.4mL于250mL锥形瓶中，搅拌下加入30mL EDTA(0.2mol/L)，搅拌一小时后加入90mL的NaF(0.8mol/L)，继续搅拌一小时后转入三个高压釜中，放入真空干燥箱中，于180℃下干燥两个小时。两小时后取出离心，用蒸馏水洗2次、无水乙醇洗2次，洗涤好后贴上标签于80℃干燥12个小时。
1.3 NaYF4:Yb/Er@SiO2的制备
取0.1g NaYF4:Yb/Er样品于250mL锥形瓶中，加入80mL无水乙醇，超声分散20分钟后，加入20mL水、1mL浓氨水，剧烈搅拌下加入0.05mL TEOS,于室温下搅拌6小时后离心，分别用蒸馏水、无水乙醇洗2次，洗涤结束后标签注明备用。
1.4 核壳结构荧光多孔二氧化硅的制备
将NaYF4:Yb/Er@SiO2样品转移至250mL锥形瓶中，往锥形瓶中加入80mL蒸馏水、60mL无水乙醇、0.3g十吹冰烷基三甲基溴化铵(CTAB)、1.2mL浓氨水，超声分散十分钟，剧烈搅拌一小时后，加入0.3mL TEOS，室温下搅拌6个小时后离心机离心，再用蒸馏水洗3次，无水乙醇洗2次，标签注明后放入干燥箱，于60℃干燥12小时。
称量0.1g的NaYF4:Yb/Er-nSiO2-mSiO2-CTAB样品包裹在滤纸中，加入150mL丙酮，运用加热回流萃取法，在110℃左右加热回流48小时，回流结束后，待样品冷却至室温时，离心，用蒸馏水洗2次，无水乙醇洗3次，标签注明后放入干燥箱在80℃下干燥。
2 结果分析及讨论
2.1 红外表征
对得到的NaYF4:Yb/Er@SiO2样品，用红外光谱分析仪对其特征官能团进行表征。如图1所示：