1、在最近十幾年中,介孔與納米材料由于具有特殊的性質(zhì),有望在催化、能源、電化學(xué)、生物、器件等領(lǐng)域具有突破性的應(yīng)用因而受到廣泛的關(guān)注。日前介孔材料的發(fā)展包括新材料的合成以及改性和修飾、介孔材料在催化、電化學(xué)、水處理等方面的應(yīng)用、以及介孔材料的工業(yè)化合成。而具有特殊光學(xué)性質(zhì)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料,由于在發(fā)光、生物成像和構(gòu)筑光學(xué)器件等光學(xué)領(lǐng)域具有極人的應(yīng)用,正逐漸引起了人們的注意。本論文主要圍繞介孔高分子材料的功能化以及上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的合成與修飾而展開(kāi)

2、。分為三個(gè)部分:(1)含氮介孔高分子的合成:(2)介孔氧化硅包裹的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料;(3)水熱法合成羧基官能化和水溶性上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
　　在第二章中,以可溶的、低分子量的尿素—苯酚—甲醛樹(shù)脂作為有機(jī)前驅(qū)體,三嵌段表面活性劑F127作為模板,通過(guò)溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝的方法合成出有序的含氮介孔高分子。這種材料具有高度有序的結(jié)構(gòu),高的比表面積(385-420m2/g),大的孔徑(3.1-3.6 nm),孔容(0.25-0.44 cm3/g

3、)和高的氮含量(2.69-2.94％)。通過(guò)調(diào)節(jié)UPF/F127的比率,尿素的含量以及UPF樹(shù)脂的聚合時(shí)間,可以控制產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和氮含量,與相同條件下不含氮的介孔高分子材料相比,所得到的含氮介孔高分子材料具有更親水的性質(zhì),因而具有更高的水分子吸附能力,氮基團(tuán)的存在亦能顯著提高重金屬離子(鐵離子)的吸附能力。
　　在第三章中,我們使用兩親性表面活性劑Triton X-100修飾疏水的β-NaYF4表面成親水,然后使用St(o)ber溶

4、膠凝膠的方法在β-NaYF4表面包上薄層的氧化硅,再采用表面活性劑CTAB為模板的溶膠凝膠方式包裹一層介孔氧化硅,得到β-NaYF4@SiO2@mSiO2核殼結(jié)構(gòu)。介孔氧化硅層具有均一的孔徑(-2.3 nm)、開(kāi)放的孔道和可調(diào)節(jié)的殼層厚度(從50-90 nm)。介孔氧化硅包裹的β-NaYF4:Yb,Er納米棒核殼結(jié)構(gòu)仍具有顯著的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)。通過(guò)包裹介孔氧化硅在上轉(zhuǎn)換材料的表面形成核殼結(jié)構(gòu),不僅改變材料的疏水性還較好地保持了材料的上轉(zhuǎn)

5、換發(fā)光性能,且介孔氧化硅層不但具有很好的生物相容性,易嫁接和修飾官能團(tuán)與生物大分子,而且開(kāi)放的介孔孔道為各種官能化的納米粒子和生物分子提供了場(chǎng)所。當(dāng)羅丹明B染料分子被吸附在介孔孔道,在980 nm激光激發(fā)下,由于上轉(zhuǎn)換過(guò)程,納米棒發(fā)出綠光,綠光被羅丹明B染料分子吸收后再次激發(fā)出熒光,實(shí)現(xiàn)了二次激發(fā)。這些引人注目的特征在多色熒光等方面具有極大的應(yīng)用前景。
　　在第四章中,我們提出一種簡(jiǎn)單的一步水熱法合成各種形貌的具有水溶性和羧基功能

6、化的NaYF4:Yb/Er上轉(zhuǎn)換材料。使用小分子二元酸,如丙二酸、乙二酸、丁二酸和酒石酸作為螯合劑,通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度,反應(yīng)時(shí)間,二元酸與氫氧化鈉的摩爾比以及二元酸的種類,可以得到包括立方相α-NaYF4和六方相β-NaYF4材料,得到包括球形粒子、空心管、棒狀、薄片狀、盤(pán)狀、六方柱、六邊形多面體和六邊形片狀體等各種形貌。此外,我們還考察了不同形貌的NaYF4:Yb/Er材料的的表而性質(zhì)和上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)。研究結(jié)果表明,所合成的NaYF4: