貴金屬敏化稀土有機物-高分子復(fù)合纖維熒光性能研究.pdf

1、稀土有機物由于其特有的“天線效應(yīng)”，具有寬激發(fā)波長，高熒光強度和純度，高量子效率等優(yōu)點，從而可應(yīng)用于熒光探針，免疫分析以及癌癥的光動力治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。靜電紡絲裝置簡單、成本低廉，靜電紡絲纖維形貌可控，直徑小，比表面積大、力學(xué)性能好、孔隙率高。靜電紡絲制得的稀土有機物/高分子復(fù)合纖維不但具有優(yōu)異的熒光性能，還具備良好的加工性、熱穩(wěn)定性及機械性能。貴金屬納米粒子由于局域表面等離子體共振(LSPR)效應(yīng)可以有效地增強稀土熒光。本文將貴金屬

2、納米粒子和稀土有機物在溶液中復(fù)合，進(jìn)而采用靜電紡絲法制備貴金屬敏化稀土有機物/高分子復(fù)合纖維。通過設(shè)計靜電紡絲的噴頭，得到不同結(jié)構(gòu)、均一穩(wěn)定的熒光增強纖維，研究貴金屬納米粒子對稀土有機物的熒光增強效應(yīng)，深入研究熒光增強機理。主要內(nèi)容如下:
　　(1)采用單軸靜電紡絲裝置，將納米銀(Ag-NPs)和稀土有機物Tb(acac)3phen引入到左旋聚乳酸(PLLA)基體中制備了Ag-NPs/Tb(acac)3phen/PLLA熒光增強纖

3、維，探索最佳制備工藝，以期制備成型較好且分散均勻的納米纖維，改變Ag-NPs與Tb(acac)3phen的摩爾比，研究Ag-NPs的熒光增強效應(yīng)及增強機理。結(jié)果表明，纖維形貌較好，直徑為200-550nm，Tb(acac)3phen均勻分散在PLLA纖維中。Ag-NPs的加入使得纖維中Tb3+的化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化，Ag-NPs的局域表面等離子體共振(LSPR)效應(yīng)增強周圍的電磁場，增強鄰近Tb(acac)3phen的輻射衰減率，使得Ag-

4、NPs/Tb(acac)3phen/PLLA纖維的熒光強度增強。復(fù)合纖維中Ag/Tb摩爾比小于4時，Ag-NPs的加入同時提高了纖維巾Tb3+的量子效率，延長熒光壽命。
　　(2)采用同軸靜電紡絲裝置，設(shè)計雙層結(jié)構(gòu)隔離Ag-NPs和Tb(acac)3phen，選擇生物基聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和PLLA為紡絲基體，制備了Tb(acac)3phen/PLLA//Ag-NPs/PVP芯鞘結(jié)構(gòu)熒光增強纖維，研究Ag-NPs與Tb(aca

5、c)3phen的摩爾比、在纖維中的內(nèi)外層位置對Tb(acac)3phen熒光性能的影響，深入研究Ag-NPs的LSPR效應(yīng)增強熒光的機理。結(jié)果表明，制備的納米纖維有明顯的芯鞘結(jié)構(gòu)，外徑為580nm，內(nèi)徑為270nm。Tb(acac)3phen和Ag-NPs均勻分散在纖維層中?；贏g-NPs的LSPR效應(yīng)，與不含Ag-NPs的芯鞘結(jié)構(gòu)納米纖維相比，在Ag/Tb摩爾比為1時納米纖維的熒光強度增加了69％，量子效率增大了53％，熒光壽命延長

6、了4％。
　　(3)采用同軸靜電紡絲裝置，還原得到納米金(Au-NPs)后直接用于制備Tb(acac)3phen/PLLA//Au-NPs/PVP芯鞘結(jié)構(gòu)熒光增強纖維，探索最佳制備工藝。研究不同顆粒尺寸的Au-NPs及與Tb(acac)3phen的摩爾比對Tb(acac)3phen熒光性能的影響。結(jié)果表明:還原溫度在60℃和80℃時得到的Au-NPs顆粒形貌較好;還原2min以內(nèi)粒徑基本不發(fā)生變化，隨著攪拌時間的延長，Au-NPs