專利名稱：Eu³⁺/TiO₂納米晶體的制備方法及作為熒光探針的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米二氧化鈦改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米熒光探針及其制備 方法，尤其涉及一種可用于研究納米二氧化鈦生物效應(yīng)的納米熒光探針及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，納米材料生物效應(yīng)的研究已經(jīng)成為迅速發(fā)展的納米藥物和納米生物技 術(shù)的基礎(chǔ)。就目前來(lái)說(shuō)，研究的手段主要是通過(guò)透射電子顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡對(duì) 樣品進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤，但一般來(lái)說(shuō)制片過(guò)程都比較復(fù)雜。納米TiO2是一種重要的寬帶隙半 導(dǎo)體材料，在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化、光催化材料、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。而 在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要集中在防治植物病害；改善光合機(jī)能；延長(zhǎng)果蔬儲(chǔ)藏保存期； 降解農(nóng)藥污染物；促進(jìn)高等植物生長(zhǎng)發(fā)育等方面。一般用于納米材料生物效應(yīng)研究的細(xì) 胞也主要是哺乳動(dòng)物的細(xì)胞，目前，國(guó)內(nèi)外很少有關(guān)于植物生物效應(yīng)的報(bào)道，而植物在 生態(tài)環(huán)境中占據(jù)著重要的地位，一些納米材料很有可能通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)的富集作用 而最終進(jìn)入消費(fèi)者。所以納米材料的植物生物效應(yīng)的研究將是研究納米生物安全性的另 一重要方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種Eu3VTiO2納米晶體的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中納 米材料對(duì)植物的生物安全性難以檢測(cè)的問(wèn)題。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種Eu3VTiO2納米晶體的制備方法，其特征在于所述方法包括在溫度低于 100°C的條件下，以Eu2O3試劑為熒光前驅(qū)體，與鈦酸正丁酯在酸-水溶液中通過(guò)溶膠-凝 膠反應(yīng)合成Eu3VTiO2納米晶體的步驟。優(yōu)選的，所述方法中Eu2O3試劑和鈦酸正丁酯按Eu/Ti的原子百分比為0.5、1、 2、3、4的比例參加反應(yīng)。優(yōu)選的，所述方法具體按照如下步驟進(jìn)行(1)將Ti (OBu) 4邊攪拌邊滴加到i-PrOH中，使之充分混合均勻，得到溶液A ； 按Eu/Ti的原子百分比為0.5、1、2、3、4配備一定量的Eu2O3加入到水中，并控制其pH 值1.5，得到溶液B;(2)將溶液B置于冰水浴中，在高速機(jī)械攪拌下，將溶液A以每3 4秒1滴的 速度，緩慢的滴加到溶液B中，直至Ti(OBu)4完全水解，得到溶液C;(3)將溶液C在恒溫75°C水浴的條件下，攪拌，回流24h;用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在真空 度700mmHg條件下，干燥lh，以除去醇類和水分；然后在溫度60°C下真空干燥2h;研 磨成顆粒，即得到Eu3VTiO2納米晶體。優(yōu)選的，所述Eu3VTiO2納米晶體經(jīng)X射線衍射得到銳鈦礦特征衍射峰，峰位置 分別在25.5°，37.9°，47.6°，54.7°，63.0°，和69.7° ；且衍射峰上沒(méi)有顯示Eu氧化物的XRD峰。本發(fā)明還提供了一種Eu3VTiO2納米晶體作為熒光探針的應(yīng)用。本發(fā)明得到一種基于稀土銪摻雜的納米熒光探針，通過(guò)稀土銪的摻雜使納米材 料具有熒光特性。同時(shí)，由于稀土元素存在多化合價(jià)，在納米材料中摻雜少量稀土元 素，可延長(zhǎng)電子與空穴的復(fù)合時(shí)間，從而提高納米材料的光催化活性。進(jìn)一步的，本發(fā)明所述的納米熒光探針是在低溫條件下，以Eu2O3試劑為熒光前 驅(qū)體，與鈦酸正丁酯在酸-水溶液中發(fā)生溶膠-凝膠反應(yīng)合成的納米晶體。該探針成功地 為納米二氧化鈦生物效應(yīng)的研究提供了一種直接而無(wú)干擾的簡(jiǎn)單方法，即通過(guò)熒光顯微 技術(shù)直接觀察其與細(xì)胞之間的相互作用，而無(wú)需添加額外的標(biāo)記物。所述的納米熒光探 針在可見光激發(fā)下同時(shí)具有抗菌性能，其可見光催化活性是通過(guò)稀土元素?fù)诫s實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明通過(guò)稀土銪的摻雜實(shí)現(xiàn)，不僅可以使納米二氧化鈦具有熒光特性，從而 可以作為研究生物效應(yīng)的熒光探針，而且稀土的摻雜提高了納米材料的光催化活性，使 材料在可見光激發(fā)下就具有抗菌性能。本發(fā)明提供一種納米熒光探針及其制備方法。本 發(fā)明所述方法簡(jiǎn)單可行，在低溫條件下就可以合成作為研究納米二氧化鈦生物效應(yīng)的熒 光探針。本發(fā)明提供的一種稀土銪摻雜的銳鈦礦型二氧化鈦，以Eu2O3試劑為熒光前驅(qū) 體，與鈦酸正丁酯在酸_水溶液中發(fā)生溶膠_凝膠反應(yīng)合成。本發(fā)明所述制備上述光催化劑的方法如下第一步將25ml的鈦酸正丁酯Ti (OBu) 4邊攪拌邊滴加到8ml的異丙醇i-PrOH 中，使之充分混合均勻，得到溶液A ； —定量的氧化銪EU203(EU/Tiat%*0.5、1、2、 3、4)加入到200ml的水中，控制其pH值1.5，得到溶液B。原子百分比。第二步溶液B置于冰水浴中，在高速機(jī)械攪拌下，將溶液A以每3 4秒1 滴的速度，緩慢的滴加到B中，直至Ti(OBu)4完全水解，得到溶液C。第三步將溶液C在恒溫75°C水浴的條件下，攪拌，回流24h;用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 真空度700mmHg條件下，干燥lh，以除去醇類和水分；60°C真空干燥，2h;研缽將干 凝膠研磨成顆粒，即得到Eu摻雜的納米TiO2顆粒。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明在低溫條件下，以Eu2O3試劑為熒光前驅(qū)體，采用溶膠-凝膠法制備了 一種可作為熒光標(biāo)記分子的Eu3VTiO2納米晶體，成功地通過(guò)熒光顯微技術(shù)直接觀測(cè)其與 細(xì)胞之間的相互作用，而無(wú)需添加額外的標(biāo)記物，這為納米二氧化鈦生物效應(yīng)的研究提 供了一種直接而無(wú)干擾的簡(jiǎn)單方法。2、本發(fā)明制備的納米熒光探針，由于稀土元素的摻雜，延長(zhǎng)了電子與空穴的復(fù) 合時(shí)間，從而提高納米材料的光催化活性，使其在可見光下就具有抗菌性能。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1是本發(fā)明制備的樣品的XRD圖譜；圖2是本發(fā)明制備的樣品的TEM圖，2A、2B為不同倍率下的圖片；圖3是本發(fā)明制備的樣品的倒置熒光顯微圖4是本發(fā)明制備的樣品的漫反射圖譜；圖5是本發(fā)明制備的樣品對(duì)洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞作用圖；圖6是本發(fā)明制備的樣品可見光下抑菌效果圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō) 明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條 件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。實(shí)施例1 5銳鈦礦型二氧化鈦納米晶體顆粒的制備原料配比如表1所示
權(quán)利要求
1.一種Eu3VTiO2納米晶體的制備方法，其特征在于所述方法包括在溫度低于100°c 的條件下，以Eu2O3試劑為熒光前驅(qū)體，與鈦酸正丁酯在酸-水溶液中通過(guò)溶膠-凝膠反 應(yīng)合成Eu3VTiO2納米晶體的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中Eu2O3試劑和鈦酸正丁酯按 Eu/Ti的原子百分比為0.5、1、2、3、4的比例參加反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法具體按照如下步驟進(jìn)行(1)將Ti(OBu)4邊攪拌邊滴加到HPrOH中，使之充分混合均勻，得到溶液A;按 Eu/Ti的原子百分比為0.5、1、2、3、4配備一定量的Eu2O3加入到水中，并控制其pH值 1.5，得到溶液B;(2)將溶液B置于冰水浴中，在高速機(jī)械攪拌下，將溶液A以每3 4秒1滴的速 度，緩慢的滴加到溶液B中，直至Ti(OBu)4完全水解，得到溶液C;(3)將溶液C在恒溫75°C水浴的條件下，攪拌，回流24h;用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在真空度 700mmHg條件下，干燥lh，以除去醇類和水分；然后在溫度60°C下真空干燥2h ；研磨 成顆粒，即得到Eu3VTiO2納米晶體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述Eu3+/Ti02納米晶體經(jīng)X射線衍 射得到銳鈦礦特征衍射峰，峰位置分別在25.5°，37.9°，47.6°，54.7°，63.0°，和 69.7° ；且衍射峰上沒(méi)有顯示Eu氧化物的XRD峰。
5.一種Eu3VTiO2納米晶體作為熒光探針的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Eu3+/TiO2納米晶體的制備方法及作為熒光探針的應(yīng)用，其特征在于所述方法包括在溫度低于100℃的條件下，以Eu2O3試劑為熒光前驅(qū)體，與鈦酸正丁酯在酸-水溶液中通過(guò)溶膠-凝膠反應(yīng)合成Eu3+/TiO2納米晶體的步驟。該方法簡(jiǎn)單可行，在低溫條件下就可以合成作為研究納米二氧化鈦生物效應(yīng)的熒光探針。
文檔編號(hào)A01N59/16GK102010712SQ201010525409
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者付德剛, 張諾, 戎非 申請(qǐng)人:東南大學(xué)