1.一種具有磁性、上轉(zhuǎn)換發(fā)光雙功能的介孔二氧化硅包覆碳納米管復(fù)合材料,其特征是該復(fù)合材料為核殼結(jié)構(gòu),其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為MWCNT/ CoFe2O4@mSiO2@NaYF4:Yb,Er,經(jīng)SEM、TEM測(cè)試結(jié)果表明該復(fù)合物為管狀形貌,通過熒光光譜和 SQUID-VSM 測(cè)試結(jié)果分別表明該復(fù)合物發(fā)射上轉(zhuǎn)換發(fā)光,并且具有磁性。
2.一種制備權(quán)利要求1所述的具有磁性、上轉(zhuǎn)換發(fā)光雙功能的介孔二氧化硅包覆碳納米管復(fù)合材料的方法,其特征是首先制備MWCNT/CoFe2O4納米管材料,再利用MWCNT/CoFe2O4納米管材料制備MWCNT/CoFe2O4@mSiO2介孔復(fù)合材料,最后在MWCNT/CoFe2O4@mSiO2介孔復(fù)合材料表面負(fù)載上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料NaYF4:Yb,Er;
所述MWCNT/CoFe2O4納米管材料的制備步驟如下:
⑴.將FeCl3·6H2O和CoCl2·6H2O按照摩爾比為2:1的比例混合并溶于90℃的 DEG中,攪拌30min,使其充分溶解;其中,每10mL DEG溶解0.55~0.59g的混合固體;
⑵.將NaOH固體溶于90℃的DEG中,充分?jǐn)嚢枋蛊淙芙?,F(xiàn)eCl3·6H2O、CoCl2·6H2O和NaOH的摩爾比為2:1:8;其中每5mL DEG溶解0.20~0.25g NaOH;
⑶.將MWCNT溶于常溫下的DEG,劇烈攪拌30min;其中10mL DEG溶解0.0010~0.0015g MWCNT;
⑷.將步驟⑵的溶液與DEA依次加入到步驟1)中,劇烈攪拌10min;
⑸.將步驟⑷的混合溶液加入到步驟⑶中,攪拌30min后,將混合溶液轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜中,并將反應(yīng)釜置于恒溫干燥箱中在180~200℃條件下干燥8~10h,自然冷卻至室溫后取出反應(yīng)釜,磁分離后得到黑色的MWCNT/CoFe2O4納米管,備用;
⑹.將步驟⑸得到的MWCNT/CoFe2O4用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌并分散,而后在60℃的條件下真空烘干10~12h,自然冷卻得到干燥的MWCNT/CoFe2O4納米管;
所述利用MWCNT/CoFe2O4納米管材料制備MWCNT/CoFe2O4@mSiO2介孔復(fù)合材料的步驟如下:
⑴.將CTAB溶于體積比為60:80:1的無水乙醇、去離子水和濃氨水的混合溶液中,充分?jǐn)嚢枞芙?;?40~150mL的混合溶液中分散0.3~0.4 g CTAB;
⑵.將MWCNT/CoFe2O4超聲分散在步驟⑴中,機(jī)械攪拌30min;其中MWCNT/CoFe2O4與CTAB的質(zhì)量比為1:3;
⑶.將0.40 ~0.50mL TEOS逐滴加入步驟⑵混合溶液中,室溫下機(jī)械攪拌6~8h,磁分離得到含CTAB 的MWCNT/CoFe2O4@mSiO2,備用;
⑷.將步驟⑶中得到的MWCNT/CoFe2O4@mSiO2,用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌并分散,而后在60℃的條件下真空烘干8~10h,自然冷卻得到含CTAB的灰色MWCNT/CoFe2O4@mSiO2,備用;
⑸.將步驟⑷中得到的MWCNT/CoFe2O4@mSiO2溶于丙酮,超聲30 min;轉(zhuǎn)入三頸燒瓶中,75℃~100℃油浴中回流6~10h后,磁分離,并用丙酮洗滌一次,再添加丙酮繼續(xù)回流6~10h;其中,每克MWCNT/CoFe2O4@mSiO2對(duì)應(yīng)200 mL的丙酮,此回流過程重復(fù)2~3次;
⑹.將步驟⑸中磁分離后得到的MWCNT/CoFe2O4@mSiO2用丙酮反復(fù)洗滌并分散,而后在60℃的條件下真空烘干8~10h,自然冷卻得到灰色MWCNT/CoFe2O4@mSiO2;
所述利用MWCNT/CoFe2O4@mSiO2介孔復(fù)合材料合成MWCNT/CoFe2O4@mSiO2@NaYF4:Yb,Er的步驟如下:
⑴.將MWCNT/CoFe2O4@mSiO2介孔材料超聲分散于去離子水中,45min后,加入NaF固體,并轉(zhuǎn)入圓底燒瓶中,機(jī)械攪拌;其中,MWCNT/CoFe2O4@mSiO2與NaF的質(zhì)量比為1:21,每120~130mL去離子水中分散0.1~0.2g MWCNT/CoFe2O4@mSiO2;
⑵.分別量取0.2 mol/L體積比為26.7:1:12.5:33.3的YCl3、ErCl3、YbCl3和EDTA若干置于50mL小燒杯中形成混合溶液;
⑶.將步驟⑵的混合溶液迅速加入到步驟1),室溫下劇烈攪拌4~6h后,磁分離后得到MWCNT/CoFe2O4@mSiO2@NaYF4:Yb,Er;
⑷.將步驟⑶得到的MWCNT/CoFe2O4@mSiO2@NaYF4:Yb,Er用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌并分散,而后在60℃的條件下真空烘干10~12h,自然冷卻得到MWCNT/CoFe2O4@mSiO2@NaYF4:Yb,Er。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有磁性、上轉(zhuǎn)換發(fā)光雙功能的介孔二氧化硅包覆碳納米管復(fù)合材料的制備方法,其特征是MWCNT/CoFe2O4@mSiO2介孔核殼納米材料與YCl3、ErCl3、YbCl3及EDTA的加入量沒有必然聯(lián)系,根據(jù)需要進(jìn)行適時(shí)地調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有磁性、上轉(zhuǎn)換發(fā)光雙功能的介孔二氧化硅包覆碳納米管復(fù)合材料的制備方法,其特征是MWCNT/CoFe2O4@mSiO2介孔核殼納米材料的加入量為YCl3質(zhì)量的15%~20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有磁性、上轉(zhuǎn)換發(fā)光雙功能的介孔二氧化硅包覆碳納米管復(fù)合材料的制備方法,其特征是所述反應(yīng)釜為聚四氟乙烯反應(yīng)釜,且反應(yīng)釜內(nèi)的填充量不超過其容積的80%。