CN105063889B - 一种柔性超疏水上转换发光薄膜及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种柔性超疏水上转换发光薄膜，它是由稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入到聚苯乙烯纤维矩阵中，最终编织成的稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS复合纤维网毡薄膜；其制备方法主要是：将六水氯化钇、氯化钠、稀土氯化物、支化聚乙烯亚胺和氟化铵按照次序、比例放入乙二醇溶液中，接着进行水热反应，制得的白色块状沉淀物，即稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子；将所制备上转换纳米粒子分散到由N、N‑二甲基甲酰胺溶液配制的聚苯乙烯溶胶中，再利用静电纺丝技术即制备出本发明的薄膜。它是一种灵敏度高、重复使用性能优异以及可剪裁的水相荧光检测材料，而且制备工艺简单、成本较低、适合大规模工业生产。

Description

一种柔性超疏水上转换发光薄膜及制备方法

技术领域

本发明涉及一种可荧光检测的柔性超疏水上转换发光薄膜及制备方法。

背景技术：

随着纳米科学和纳米技术的迅速崛起，具有纳米结构的稀土离子掺杂上转换发光材料引起了人们的广泛关注。该类材料不仅具有普通上转换发光材料与生俱来的光能转换特性(即可将能量较低的红外光转换成为能量较高的可见光)，同时还具有比表面积大，表面稀土离子掺杂浓度高以及在液相溶剂中易分散等优异的纳米结构特性。因此，稀土离子掺杂的上转换纳米发光材料在液相荧光检测领域有着极为广阔的应用前景。将上转换发光纳米粒子分散在具有荧光基团的靶向水溶液中，通过红外光激发上转换纳米粒子可以使其发出能量较高的可见光，利用该能量的光可以有效地激发上转换纳米粒子周围的荧光基团，从而利用一个上转换/下转换复合过程对水溶液中的荧光基团进行检测。特别是利用上转换纳米粒子与发光基团的荧光共振能量传递效应可以更加精确地进行荧光检测。然而，如何进一步提高上转换纳米材料的荧光检测灵敏度、重复使用次数以及可加工性一直是该领域的瓶颈问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种具有灵敏度高、重复使用性能优异以及可剪裁的柔性超疏水上转换发光薄膜及制备方法。

本发明的柔性超疏水上转换发光薄膜是将粒径为30～60nm的稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入到直径为0.8～1.2μm的聚苯乙烯(PS)纤维矩阵中，最终编织成的稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS复合纤维网毡薄膜。该柔性超疏水上转换发光薄膜中的稀土离子为敏化剂Yb³⁺和另一种稀土离子发光中心，该稀土离子发光中心为Er³⁺或Tm³⁺的一种。

本发明的柔性超疏水上转换发光薄膜利用稀土离子掺杂NaYF₄纳米粒子实现材料的上转换发光特性；利用高分子PS的化学结构特点结合纤维网毡薄膜的结构特性提高材料的疏水性能，最终获得超疏水薄膜；利用高分子PS薄膜的物理化学结构特点提高稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子的柔性、可塑性；将无机的稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入到有机高分子PS纤维矩阵中获得无机/有机复合薄膜材料可以兼备无机纳米粒子的上转换发光特性、有机纤维薄膜材料的柔性、超疏水性以及可塑性，从而有效提高上转换发光纳米材料在荧光探测领域的灵敏度、重复使用次数以及可加工性。

上述柔性超疏水上转换发光薄膜的制备方法如下：

1)稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子的制备：

将六水氯化钇、氯化钠、六水氯化镱、六水氯化铒按1:2.5:0.15～0.25:0.005～0.05摩尔比加入到乙二醇溶液中，或者将六水氯化钇、氯化钠、六水氯化镱、六水氯化铥按1:2.5:0.15～0.25:0.00125～0.01摩尔比加入到乙二醇溶液中，持续搅拌30～60min，获得溶液A，其中六水氯化钇与乙二醇的质量比为1:68～70；同时，将支化聚乙烯亚胺(PEI)与氟化铵按1：0.74～0.75质量比加入到另一乙二醇溶液中搅拌60～90min，获得溶液B。溶液A中的六水氯化钇与溶液B中的氟化铵摩尔比保持1:6.25。接着，将上述配制的溶液A与溶液B按3:2体积比混合搅拌10～20min，再将该混合溶液转移到高压反应釜中，密封后置于电烘箱中进行溶剂热反应，反应温度为195～210℃，时间为120～140min。反应结束后反应釜自然冷却至室温，开釜，离心取出制得的白色产物，用无水乙醇反复洗涤4次，最后将该产物于60℃下真空干燥8～12小时，即获得稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子。

2)将稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入到高分子PS纤维矩阵中，编织成稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS复合纤维薄膜：

将步骤1)中所制得的稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子按其与N、N-二甲基甲酰胺溶液质量比为0.0168～0.025:1混合超声4～8小时，然后将高分子PS粉末按照其与N、N-二甲基甲酰胺质量比为0.19～0.25：1加入到上述溶液中45～55℃下搅拌6～8小时，配制成稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS电纺前驱体溶液。接着，将该前驱体溶液装入静电纺丝设备中，调整纺丝电压9～16KV，接收距离10～15cm，进行静电纺丝，从而获得稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入PS纤维的复合网毡薄膜材料，即稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS复合纤维薄膜。

高分子PS具有疏水的化学结构，借助电纺纤维独特的几何学结构可以获得超疏水纤维网毡薄膜，从而避免稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子在水相荧光检测中的污染问题，提高其重复使用次数；高分子PS为透明材料且导热系数低，将稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入到直径仅为0.8～1.2μm的PS电纺纤维中，可以在不削减稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子上转换发光强度的同时避免激光热效应导致的无辐射跃迁过程，从而提高材料发光效率；高分子PS电纺纤维网毡薄膜具有柔性和可塑性，因此将稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入到PS电纺纤维中可以增强无机上转换纳米材料的可加工性。综上，通过将稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入到PS电纺纤维矩阵中所获得的柔性超疏水上转换发光薄膜是一种灵敏度高、重复使用性能优异以及可剪裁的水相荧光探测材料。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)本发明的产品是一种基于稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入PS电纺纤维矩阵所编织成的柔性超疏水上转换发光薄膜材料。它是一种灵敏度高、重复使用性能优异以及可剪裁的水相荧光检测材料。

2)本发明的产品安全无毒，易于长期保存，而且制备工艺简单、易操作，环境友好，成本较低、适合大规模工业生产。

3)由于该类柔性超疏水上转换发光薄膜的超疏水特性使其在水相荧光检测完毕后表面不被检测液体污染，从而有效提高上转换发光纳米材料在荧光检测过程中的重复使用性能；另外，该类柔性薄膜的形状可以任意折叠且尺寸可以随意裁剪，这大大提高了上转换纳米发光材料的可携带性和可塑性。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的扫描电子显微镜照片图；

图2为本发明实施例1所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的透射电子显微镜照片图；

图3为本发明实施例1所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的光学照片图；

图4为本发明实施例1所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜折叠后的光学照片图；

图5为本发明实施例2所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的扫描电子显微镜照片图；

图6为本发明实施例2所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的透射电子显微镜照片图；

图7为本发明实施例1和2所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜和NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的X射线衍射谱图；

图8为本发明实施例2所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的接触角测试图片；

图9为本发明实施例1所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下的上转换荧光光谱图片；

图10为本发明实施例2所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下的上转换荧光光谱图片；

图11为本发明实施例1所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下对含有罗丹明B的水溶液液滴荧光检测光谱图：

图12为本发明实施例2所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下对含有抗生物素蛋白的水溶液液滴荧光检测光谱图。

具体实施方式

下面以具体实施例的方式对本发明作进一步说明：

实施例1：

将0.48mmol六水氯化钇、1.2mmol氯化钠、0.108mmol六水氯化镱和0.012mmol六水氯化铒加入到9ml乙二醇溶液中，磁力搅拌30min，获得溶液A；同时将0.15g支化聚乙烯亚胺PEI和0.11112g氟化铵加入到另一6ml乙二醇溶液中搅拌60min，获得溶液B。接着将配制好的溶液A与溶液B混合搅拌10min，再将该混合溶液转移到高压反应釜中，密封后置于电烘箱中进行溶剂热反应，反应温度为200℃，时间为120min。反应结束后反应釜自然冷却至室温，开釜，离心取出制得的白色产物，用无水乙醇反复洗涤4次，最后将该产物于60℃下真空干燥12小时，即获得NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子。

将100mg步骤1)中所制得的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子放入5ml N、N-二甲基甲酰胺溶液中超声6小时，然后将1g高分子PS粉末加入到上述溶液中50℃下搅拌6小时，配制成NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子/PS电纺前驱体溶液。接着，将该前驱体溶液装入带有直径为0.5mm喷嘴的医用注射器中，保持喷嘴与接地接收板的距离为15cm，将铜电极放入溶液中施以10KV的高压，进行静电纺丝，从而获得NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子嵌入PS纤维的复合网毡薄膜材料，即NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜。

制得的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的扫描电子显微镜照片如图1所示。从图中清晰可见所制得纤维的直径为0.8～1.2μm。从图2所示的本实施例所制备的NNaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的透射电子显微镜照片图可见粒径为30～60nm的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子嵌入到PS电纺纤维矩阵中，且分布较为均匀。从图3所示的本实施例所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的光学照片可知该薄膜为纤维交错编织成的宏观体相网毡薄膜。从图4所示的本实施例所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜折叠后的光学照片可知该薄膜具有柔性和可剪裁性。从图7所示的本实施例所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的X射线衍射谱图可以看到立方相NaYF₄的(111)，(200)，(220)，(311)和(222)晶面衍射峰，可证明NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子已经成功嵌入到PS纤维矩阵中，并编织成复合薄膜。从图9所示本实施例所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜在980nm激光激发下的上转换荧光光谱图片可知，该复合薄膜具有与纯NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子相同的上转换发光特性，在绿光波段有较强的光发射。从图11所示本实施例所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下对含有罗丹明B的水溶液液滴(0.01ppm)荧光检测光谱图可见，除了NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子荧光特征峰之外，在610nm处出现一个新的荧光带，该峰为染料罗丹明B的荧光峰。因此，可证明该薄膜对水相荧光检测具有超高的灵敏度。

实施例2：

将0.48mmol六水氯化钇、1.2mmol氯化钠、0.12mmol六水氯化镱和0.0012mmol六水氯化铥加入到9ml乙二醇溶液中，磁力搅拌40min，获得溶液A；同时将0.15g支化聚乙烯亚胺PEI和0.11112g氟化铵加入到另一6ml乙二醇溶液中搅拌80min，获得溶液B。接着将配制好的溶液A与溶液B混合搅拌15min，再将该混合溶液转移到高压反应釜中，密封后置于电烘箱中进行溶剂热反应，反应温度为200℃，时间为130min。反应结束后反应釜自然冷却至室温，开釜，离心取出制得的白色产物，用无水乙醇反复洗涤4次，最后将该产物于60℃下真空干燥10小时，即获得NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子。

将110mg步骤1)中所制得的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子放入5ml N、N-二甲基甲酰胺溶液中超声5小时，然后将0.95g高分子PS粉末加入到上述溶液中48℃下搅拌7小时，配制成NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子/PS电纺前驱体溶液。接着，将该前驱体溶液装入带有直径为0.5mm喷嘴的医用注射器中，保持喷嘴与接地接收板的距离为12cm，将铜电极放入溶液中施以12KV的高压，进行静电纺丝，从而获得NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子嵌入PS纤维的复合网毡薄膜材料，即NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜。

制得的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的扫描电子显微镜照片如图5所示。从图中清晰可见所制得纤维的直径为0.8～1.2μm。从图6所示的本实施例所制备的NNaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的透射电子显微镜照片图可见粒径为30～60nm的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子嵌入到PS电纺纤维矩阵中，且分布较为均匀。从图7所示的本实施例所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的X射线衍射谱图可以看到立方相NaYF₄的(111)，(200)，(220)，(311)和(222)晶面衍射峰，可证明NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子已经成功嵌入到PS纤维矩阵中，并编织成复合薄膜。从图8所示的本实施例所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜接触角测试图片可知平均接触角值高于150°，即该薄膜具有超疏水性能。从图10所示本实施例所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜在980nm激光激发下的上转换荧光光谱图片可知，该复合薄膜具有与纯NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子相同的上转换发光特性，在蓝光波段有较强的光发射。从图12所示本实施例所制备的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜的在980nm激光激发下对含有抗生物素蛋白的水溶液液滴(0.01ppm)荧光检测光谱图可见，除了NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子荧光特征峰之外，在530nm处出现一个新的荧光带，该峰为抗生物素蛋白的荧光峰。因此，可证明该薄膜对水相荧光检测具有超高的灵敏度。

实施例3：

将0.48mmol六水氯化钇、1.2mmol氯化钠、0.095mmol六水氯化镱和0.022mmol六水氯化铒加入到9ml乙二醇溶液中，磁力搅拌50min，获得溶液A；同时将0.15g支化聚乙烯亚胺PEI和0.11112g氟化铵加入到另一6ml乙二醇溶液中搅拌60min，获得溶液B。接着将配制好的溶液A与溶液B混合搅拌20min，再将该混合溶液转移到高压反应釜中，密封后置于电烘箱中进行溶剂热反应，反应温度为205℃，时间为140min。反应结束后反应釜自然冷却至室温，开釜，离心取出制得的白色产物，用无水乙醇反复洗涤4次，最后将该产物于60℃下真空干燥8小时，即获得NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子。

将115mg步骤1)中所制得的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子放入5ml N、N-二甲基甲酰胺溶液中超声8小时，然后将0.92g高分子PS粉末加入到上述溶液中50℃下搅拌6小时，配制成NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子/PS电纺前驱体溶液。接着，将该前驱体溶液装入带有直径为0.5mm喷嘴的医用注射器中，保持喷嘴与接地接收板的距离为12cm，将铜电极放入溶液中施以14KV的高压，进行静电纺丝，从而获得NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺上转换发光纳米粒子嵌入PS纤维的复合网毡薄膜材料，即NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜。

实施例4：

将0.48mmol六水氯化钇、1.2mmol氯化钠、0.085mmol六水氯化镱和0.0024mmol六水氯化铥加入到9ml乙二醇溶液中，磁力搅拌50min，获得溶液A；同时将0.15g支化聚乙烯亚胺PEI和0.11112g氟化铵加入到另一6ml乙二醇溶液中搅拌65min，获得溶液B。接着将配制好的溶液A与溶液B混合搅拌10min，再将该混合溶液转移到高压反应釜中，密封后置于电烘箱中进行溶剂热反应，反应温度为200℃，时间为120min。反应结束后反应釜自然冷却至室温，开釜，离心取出制得的白色产物，用无水乙醇反复洗涤4次，最后将该产物于60℃下真空干燥8小时，即获得NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子。

将85mg步骤1)中所制得的NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子放入5ml N、N-二甲基甲酰胺溶液中超声5小时，然后将1.05g高分子PS粉末加入到上述溶液中55℃下搅拌6小时，配制成NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子/PS电纺前驱体溶液。接着，将该前驱体溶液装入带有直径为0.5mm喷嘴的医用注射器中，保持喷嘴与接地接收板的距离为15cm，将铜电极放入溶液中施以16KV的高压，进行静电纺丝，从而获得NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺上转换发光纳米粒子嵌入PS纤维的复合网毡薄膜材料，即NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜。

实施例5：

本发明柔性超疏水上转换发光薄膜在水相荧光检测领域的应用，用以考察该薄膜对超低浓度有机荧光分子水溶液液滴的荧光检测性能。具体作法如下：配制浓度为0.01ppm的罗丹明B水溶液，用移液枪抽取10μl并滴到尺寸为2cm x 2cm的NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜材料表面。接着用980nm激光沿与薄膜表面45°角照射液滴下方的上转换发光薄膜，在薄膜上方另一端与入射激光成90°夹角方向用光谱仪接受荧光信号，从而对罗丹明B水溶液液滴进行荧光检测。

实施例6：

本发明柔性超疏水上转换发光薄膜在水相荧光检测领域的应用，用以考察该薄膜对超低浓度有机荧光分子水溶液液滴的荧光检测性能。具体作法如下：配制浓度为0.01ppm的抗生物素蛋白水溶液，用移液枪抽取10μl并滴到尺寸为2cm x 2cm的即NaYF₄：Yb³⁺，Tm³⁺纳米粒子/PS复合纤维薄膜材料表面。接着用980nm激光沿与薄膜表面45°角照射液滴下方的上转换发光薄膜，在薄膜上方另一端与入射激光成90°夹角方向用光谱仪接受荧光信号，从而对抗生物素蛋白水溶液液滴进行荧光检测。

Claims (4)

1.一种柔性超疏水上转换发光薄膜，其特征在于：它是将粒径为30～60nm的稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入到直径为0.8～1.2μm的聚苯乙烯PS纤维矩阵中，最终编织成的稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS复合纤维网毡薄膜；

所述上转换发光纳米粒子为立方相NaYF₄。

2.根据权利要求1所述的柔性超疏水上转换发光薄膜，其特征在于：稀土离子为敏化剂Yb³⁺和稀土离子发光中心的Er³⁺或Tm³⁺。

3.权利要求1的柔性超疏水上转换发光薄膜的制备方法，其特征在于：

1)稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子的制备：

将六水氯化钇、氯化钠、六水氯化镱、六水氯化铒按1:2.5:0.15～0.25:0.005～0.05摩尔比加入到乙二醇溶液中，或者将六水氯化钇、氯化钠、六水氯化镱、六水氯化铥按1:2.5:0.15～0.25:0.00125～0.01摩尔比加入到乙二醇溶液中，持续搅拌30～60min，获得溶液A，其中六水氯化钇与乙二醇的质量比为1:68～70；同时，将支化聚乙烯亚胺PEI与氟化铵按1：0.74～0.75质量比加入到另一乙二醇溶液中搅拌60～90min，获得溶液B；溶液A中的六水氯化钇与溶液B中的氟化铵摩尔比保持1:6.25，接着，将上述配制的溶液A与溶液B按3:2体积比混合搅拌10～20min，再将该混合溶液转移到高压反应釜中，密封后置于电烘箱中进行溶剂热反应，反应温度为195～210℃，时间为120～140min，反应结束后反应釜自然冷却至室温，开釜，离心取出制得的白色产物，用无水乙醇反复洗涤4次，最后将该产物于60℃下真空干燥8～12小时，即获得稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子；

2)将稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入到高分子PS纤维矩阵中，编织成稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS复合纤维薄膜：

将步骤1)中所制得的稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子按其与N、N-二甲基甲酰胺溶液质量比为0.0168～0.025:1混合超声4～8小时，然后将高分子PS粉末按照其与N、N-二甲基甲酰胺质量比为0.19～0.25：1加入到上述溶液中45～55℃下搅拌6～8小时，配制成稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS电纺前驱体溶液，接着，将该前驱体溶液装入静电纺丝设备中，调整纺丝电压9～16KV，接收距离10～15cm，进行静电纺丝，从而获得稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子嵌入PS纤维的复合网毡薄膜材料，即稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS复合纤维薄膜。

4.根据权利要求3所述的柔性超疏水上转换发光薄膜的制备方法，其特征在于：将稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS电纺前驱体溶液装入带有直径为0.5mm喷嘴的医用注射器中，保持喷嘴与接地接收板的距离为10～15cm，并利用铜电极在溶液中施以9～16KV的高压，进行静电纺丝，制备稀土离子掺杂NaYF₄上转换发光纳米粒子/PS复合纤维薄膜。