光功能客體-LDHs插層復合材料的構(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功能客體與層狀主體基元通過非共價鍵相互作用形成的一類新型的二維有序材料。相對于光學材料本身而言，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化方面具有極大優(yōu)勢，因此，成為光學材料的發(fā)展方向之一。本論文選取兩類具有特殊功能的光學客體，與二維主體材料水滑石(LDHs)相復合，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化等科學問題。本論文主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.采用剝層交替組裝方法制備量子點/LDHs層狀功能薄膜及其光學性能研究
　　采用剝層交替組裝方法，構(gòu)筑了基于碲化鎘量子點(CdTe QDs)和LDH納米片的單色和多色CdTe QDs/LDH超薄膜(UTF)，對紅綠光CdTeQDs/LDH UTF進行結(jié)構(gòu)表征，發(fā)現(xiàn)CdTe QDs/LDH UTF呈現(xiàn)出長程有序，形貌

3、規(guī)整，分散均勻和納米尺度可控的優(yōu)勢?；谝陨蟽?yōu)勢，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)光顏色的精細調(diào)控。同時進一步對量子點之間的能量轉(zhuǎn)移進行研究，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％)。并通過時間分辨光譜驗證其能量轉(zhuǎn)移的發(fā)生。對比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。分子動力學模擬進

4、一步驗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，并將其用于對溫度的響應傳感器。CdTe QDs/LDH UTF在23-80℃溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出熒光強度隨溫度升高而線性降低的趨勢，同時峰位置出現(xiàn)紅移。其響應靈敏度相對于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、點得到柔性熒光薄膜。由于量子點被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溶液的70％-75％。同時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，其色度坐標值從(0.2649，0.2883)移動到(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復合光敏劑及其光動力性能研究
　　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能夠單分散負載在LDHs層間?；谄淞己玫闹?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細胞對復合光敏劑的光動力治療(PDT)性能進行考察，結(jié)果顯示ZnPc/LDH復合光敏劑具有優(yōu)異的PDT效果、良好的生物相容性以及低細胞毒性。細胞實驗表明在極低的給藥量(10μg/mL)條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)對85.7％的腫瘤細胞的抑制效果。小鼠的體內(nèi)實驗也證明了ZnPc/LDHs復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于活體腫瘤有良好

8、的抑制作用。
　　在此工作的基礎上，通過將光敏劑ZnPc插層到LDH層間并且負載化療藥物DOX，進一步制備了具有PDT和化療協(xié)同治療功能的復合納米粒子ZnPc-DOX/LDH，ZnPc-DOX/LDH保持LDH的片層結(jié)構(gòu)，同時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細胞評價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)