一种将油溶性纳米颗粒转换为水溶性纳米颗粒的方法
【专利摘要】本发明提供一种将油溶性纳米颗粒转换为水溶性纳米颗粒的方法，包括如下步骤：(1)将油溶性纳米颗粒分散在弱极性溶剂中，并用非氧化性酸调节PH值小于6，即得分散溶液；(2)将分散溶液进行超声处理，超声功率为50-500W，超声时间为5-30min，即得超声后的溶液；(3)向超声后的溶液中加入等体积非极性溶剂，离心分离，取沉淀部分用体积分数为40-80％的乙醇溶液进行离心清洗，分离，即得水溶性的纳米颗粒；所述沉淀部分与乙醇溶液质量比为1：15-30。该方法操作简单，时间短，成本低，环境友好，重复性好，效率高，能有效的将油酸包覆的纳米颗粒转换为水溶性的纳米颗粒，具有普适性和推广价值。
【专利说明】-种将油溶性纳米颗粒转换为水溶性纳米颗粒的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纳米材料制备领域，特别涉及一种将油溶性纳米颗粒转换为水溶性纳 米颗粒的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，制备纳米材料的方法有很多。其中，为得到形貌和尺寸可控且具有统一形貌 的单分散的纳米颗粒，人们一般通过添加表面活性剂（如油酸）的方法来控制合成。W上 转换英光纳米材料NaYF4: Yb,化为例，经实验证明，通过有油酸等协助制备的纳米颗粒表面 包裹了一层油酸。一方面，该层油酸影响了产物的英光产率，另一方面，由于生物体内都是 水溶液环境，得到的产物无法直接应用到生物医学方面。因此，合成出高质量的水溶性的上 转换英光纳米材料是一个非常艰巨的任务。目前，将油溶性纳米颗粒转化为水溶性纳米颗 粒的方法有很多，如聚合物包覆法、配体交换法、配体氧化法、二氧化娃包裹法W及层层自 组装法等，但该些后处理大都过程繁琐且容易导致纳米颗粒的团聚。
【发明内容】
[0003] 为解决上述问题，我们提出一种去油方法一酸性介质超声去油法，该方法操作简 单，时间短，成本低，环境友好，重复性好，效率高，能有效的将油酸包覆的纳米颗粒转换为 水溶性的纳米颗粒，具有普适性和推广价值。
[0004] 本发明实施的步骤如下：
[0005] -种将油溶性纳米颗粒转换为水溶性纳米颗粒的方法，包括如下步骤：
[000引 （1)将油溶性纳米颗粒分散在弱极性溶剂中，并用非氧化性酸调节PH值小于6,即 得分散溶液；
[0007] (2)将分散溶液进行超声处理，超声功率为50-500W，超声时间为5-30min，即得超 声后的溶液；
[0008] (3)向超声后的溶液中加入等体积非极性溶剂，离也分离，取沉淀部分用体积分数 为40-80%的己醇溶液进行离也清洗，分离，即得水溶性的纳米颗粒；
[0009] 所述沉淀部分与己醇溶液质量比为1 :15-30。
[0010] 优选的是，步骤（1)中，所述的油溶性上转换纳米颗粒为纳米颗粒NaYF4:孔，Er。
[0011] 优选的是，所述的纳米颗粒NaYF4:孔，化按如下步骤制备：取稀±氯化物LnClg， 其中Ln = Y，Yb, Er, Y、孔、Er的摩尔比为80:18:2 ;加入油酸和1-十八帰，揽拌并抽真空， 加热至140-16(TC，待溶液呈黄色透明，停止加热，冷却至室温；然后缓慢加入溶有氨氧化 轴和氣化馈的甲醇溶液，揽拌25-30min ;缓慢挥发掉溶液中的甲醇，在100-105C下抽真空 15-20min ;关掉真空粟开始通氮气，并W 2(TC /min的速率升温至32(TC，反应60-80min ; 待反应后的溶液自然冷却至室温后，沉淀用己醇和环己焼洗H次，在40-45C的烘箱中干燥 2-化；即得所述的纳米颗粒NaYF4:孔，Er ;
[0012] 所述稀±氯化物、油酸和1-十八帰的质量比为；0. 3-0. 5:8-10:2-3 ;
[0013] 所述溶有氨氧化轴和氣化馈的甲醇溶液中，氨氧化轴和氣化馈的质量比为： 1-2:1. 5-3。
[0014] 步骤（1)中，所述的弱极性溶剂为己醇或甲醇。
[001引步骤（1)中，所述的非氧化性酸为醋酸、盐酸或磯酸。
[0016] 优选的，步骤（1)中，调节PH值在4-5之间。
[0017] 优选的，步骤（3)中，所述非极性溶液为环己焼。
[0018] 步骤（3)中，所述离也分离条件为4000-10000;rpm/min下离也5-lOmin。
[0019] 步骤（3)中，所述离也清洗条件为4000-10000;rpm/min下离也5-lOmin。
[0020] 根据上述任一方法制备的水溶性纳米颗粒。
[0021] 本发明的原理为，由于上转换纳米颗粒表面的稀±阳离子和油酸根离子之间的作 用力介于物理吸附与化学吸附之间，其结合能小于正常的化学键，二者之间的吸附可W被 外力打破。因此，当具有巨大能量的超声波作用于油溶性纳米颗粒时，稀±阳离子和油酸根 阴离子之间的作用力会被破坏，使油酸根从颗粒表面脱离，纳米颗粒由油溶性转换为水溶 性。但超声功率过低不能破坏駿酸根阴离子和稀±阳离子间的相互作用力，过高则容易导 致纳米颗粒发生团聚；超声时间过短则不能使油性颗粒彻底去油，过长则又使纳米颗粒变 大团聚。因此，鉴于油酸与纳米颗粒结合力的特殊性我们加入比油酸酸性强的酸，利用强酸 制备弱酸原理降低超声功率使油酸从纳米颗粒表面快速的脱落而不引起纳米颗粒的团聚。 此过程表示如下（为便于表示，公式中的Ci^sCOOLn代表油酸包裹的NaYF4:孔，化纳米颗 粒，Ln+代表刚去油裸露的NaYF4:孔，化纳米颗粒）。
[0022]
【权利要求】
1. 一种将油溶性纳米颗粒转换为水溶性纳米颗粒的方法，其特征在于：包括如下步 骤： ⑴将油溶性纳米颗粒分散在弱极性溶剂中，并用非氧化性酸调节PH值小于6,即得分 散溶液； (2) 将分散溶液进行超声处理，超声功率为50-500W，超声时间为5-30min，即得超声后 的溶液； (3) 向超声后的溶液中加入等体积非极性溶剂，离心分离，取沉淀部分用体积分数为 40-80%的乙醇溶液进行离心清洗，分离，即得水溶性的纳米颗粒； 所述沉淀部分与乙醇溶液质量比为1 :15-30。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤⑴中，所述的油溶性上转换纳米颗 粒为纳米颗粒NaYF4:Yb，Er。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的纳米颗粒NaYF4:Yb, Er按如下步 骤制备：取稀土氯化物LnCl3，其中Ln = Y，Yb，Er，Y、Yb、Er的摩尔比为80:18:2 ;加入油 酸和1-十八烯，搅拌并抽真空，加热至140_160°C，待溶液呈黄色透明，停止加热，冷却至室 温；然后缓慢加入溶有氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液，搅拌25-30min ;缓慢挥发掉溶液中 的甲醇，在100_105°C下抽真空15-20min ;关掉真空泵开始通氮气，并以20°C /min的速率 升温至320°C，反应60-80min ;待反应后的溶液自然冷却至室温后，沉淀用乙醇和环己烷洗 三次，在40-45°C的烘箱中干燥2-3h ;即得所述的纳米颗粒NaYF4:Yb，Er ; 所述稀土氯化物、油酸和1-十八烯的质量比为：〇. 3-0. 5:8-10:2-3 ; 所述溶有氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液中，氢氧化钠和氟化铵的质量比为： 1-2:1. 5-3。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤⑴中，所述的弱极性溶剂为乙醇或 甲醇。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤⑴中，所述的非氧化性酸为醋酸、 盐酸或磷酸。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1)中，调节PH值在4-5之间。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3)中，所述非极性溶剂为环乙烷。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3)中，所述离心分离条件为 4000-10000rpm/min 下离心 5-lOmin。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3)中，所述离心清洗条件为 4000-10000rpm/min 下离心 5-lOmin。
10. 根据权利要求1-7任一方法制备的水溶性纳米颗粒。
【文档编号】C09K11/85GK104357055SQ201410639584
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】李志华, 苗海霞, 李英, 王亚南, 张然, 杜宇, 钤小平 申请人:山东师范大学