光功能客體-LDHs插層復(fù)合材料的構(gòu)筑及其性能研究.pdf

1、插層結(jié)構(gòu)光功能材料是將光學(xué)功能客體與層狀主體基元通過非共價(jià)鍵相互作用形成的一類新型的二維有序材料。相對(duì)于光學(xué)材料本身而言，插層結(jié)構(gòu)光功能材料在構(gòu)建新結(jié)構(gòu)，獲得新功能以及性能強(qiáng)化方面具有極大優(yōu)勢(shì)，因此，成為光學(xué)材料的發(fā)展方向之一。本論文選取兩類具有特殊功能的光學(xué)客體，與二維主體材料水滑石(LDHs)相復(fù)合，通過插層組裝和剝層交替組裝的方法，獲得了幾類新型插層結(jié)構(gòu)光功能材料。通過調(diào)控主客體相互作用，客體客體相互作用，探索插層光功能材料的制備

2、規(guī)律和性能調(diào)控規(guī)律。揭示了此類光功能材料的可控制備和性能強(qiáng)化等科學(xué)問題。本論文主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.采用剝層交替組裝方法制備量子點(diǎn)/LDHs層狀功能薄膜及其光學(xué)性能研究
　　采用剝層交替組裝方法，構(gòu)筑了基于碲化鎘量子點(diǎn)(CdTe QDs)和LDH納米片的單色和多色CdTe QDs/LDH超薄膜(UTF)，對(duì)紅綠光CdTeQDs/LDH UTF進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，發(fā)現(xiàn)CdTe QDs/LDH UTF呈現(xiàn)出長(zhǎng)程有序，形貌

3、規(guī)整，分散均勻和納米尺度可控的優(yōu)勢(shì)?；谝陨蟽?yōu)勢(shì)，通過紅綠光基元交替組裝能夠?qū)崿F(xiàn)在紅綠光區(qū)域發(fā)光顏色的精細(xì)調(diào)控。同時(shí)進(jìn)一步對(duì)量子點(diǎn)之間的能量轉(zhuǎn)移進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)交替組裝的(CdTe-535QDs/LDH)@(CdTe-635 QDs/LDH)2體系具有高的能量轉(zhuǎn)移效率(91％)。并通過時(shí)間分辨光譜驗(yàn)證其能量轉(zhuǎn)移的發(fā)生。對(duì)比CdTe QDs聚合物薄膜，CdTe QDs/LDH UTF在發(fā)光效率和光熱穩(wěn)定性上具有更優(yōu)異的性能。分子動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)

4、一步驗(yàn)證其具有良好的熱穩(wěn)定性。
　　采用剝層交替組裝方法，通過調(diào)節(jié)CdTe QDs的濃度來調(diào)控CdTeQDs/LDH UTF上CdTe QDs的含量，并將其用于對(duì)溫度的響應(yīng)傳感器。CdTe QDs/LDH UTF在23-80℃溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出熒光強(qiáng)度隨溫度升高而線性降低的趨勢(shì)，同時(shí)峰位置出現(xiàn)紅移。其響應(yīng)靈敏度相對(duì)于CdTe QDs溶液和滴涂薄膜得到了明顯的提升。通過引入聚合物(PVA)，在PET基質(zhì)上組裝LDH納米片，PVA和量子

5、點(diǎn)得到柔性熒光薄膜。由于量子點(diǎn)被LDHs和聚合物的雙重限域，組裝得到的熒光柔性薄膜量子產(chǎn)率能夠保持在量子點(diǎn)溶液的70％-75％。同時(shí)顯示了極佳的耐光性和熱穩(wěn)定性。將組裝紅色熒光的LDH/(PVA-CdSe/ZnS)薄膜粘附到商業(yè)化的白光LED中，其色度坐標(biāo)值從(0.2649，0.2883)移動(dòng)到(0.3477，0.3302)和(0.3902，0.3454)，顯色指數(shù)從74增加到91和92，色溫從12052 K降低到4789K和3442K

6、。白光LED的光源品質(zhì)得到了顯著地改善。
　　2.采用插層組裝方法制備酞菁鋅/LDHs復(fù)合光敏劑及其光動(dòng)力性能研究
　　采用插層組裝方法，制備了酞菁鋅(ZnPc)插層到LDHs的復(fù)合光敏劑ZnPc/LDH。X射線晶體衍射和透射電鏡研究表明ZnPc插層到LDHs層間，同時(shí)形成具有高分散性的六方片狀結(jié)構(gòu)。紫外吸收光譜表明，ZnPc能夠單分散負(fù)載在LDHs層間。基于其良好的主-客體相互作用和客體-客體相互作用，ZnPc(1.5％)

7、/LDH相較于ZnPc具有更加優(yōu)異的的單態(tài)氧生成效率和抗光漂白性。采用HepG2細(xì)胞對(duì)復(fù)合光敏劑的光動(dòng)力治療(PDT)性能進(jìn)行考察，結(jié)果顯示ZnPc/LDH復(fù)合光敏劑具有優(yōu)異的PDT效果、良好的生物相容性以及低細(xì)胞毒性。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明在極低的給藥量(10μg/mL)條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)85.7％的腫瘤細(xì)胞的抑制效果。小鼠的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證明了ZnPc/LDHs復(fù)合光敏劑在極低的藥物用量(0.3 mg/kg)以及較低光通量照射下對(duì)于活體腫瘤有良好

8、的抑制作用。
　　在此工作的基礎(chǔ)上，通過將光敏劑ZnPc插層到LDH層間并且負(fù)載化療藥物DOX，進(jìn)一步制備了具有PDT和化療協(xié)同治療功能的復(fù)合納米粒子ZnPc-DOX/LDH，ZnPc-DOX/LDH保持LDH的片層結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有高的分散性和良好的光穩(wěn)定性?；谥骺腕w相互作用，ZnPc-DOX/LDH具有了優(yōu)異的單態(tài)氧生成能力。采用KB細(xì)胞評(píng)價(jià)ZnPc-DOX/LDH的PDT和化療協(xié)同治療性能，發(fā)現(xiàn)在ZnPc-DOX/LDH具有優(yōu)