幾種稀土熒光材料的水熱合成、發(fā)光性能及藥物緩釋作用.pdf

1、稀土發(fā)光材料是一類(lèi)重要的熒光材料。利用稀土離子內(nèi)部特殊的4f–4f和4f–5d軌道結(jié)構(gòu)，使得這類(lèi)發(fā)光材料的發(fā)射峰具有熒光范圍廣、譜峰尖銳、斯托克斯位移大、熒光壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在傳感、顯示、激光、照明、太陽(yáng)能電池及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣泛。而具有統(tǒng)一尺寸和形貌的稀土離子摻雜的微/納米晶體更是為其應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，成為該領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)。因此，本文針對(duì)這一方向，調(diào)整合成手段，通過(guò)使用稀土元素的碳酸氫氧化物作為前驅(qū)體，制備出多種稀土離子摻

2、雜的微/納米晶體，并分別針對(duì)晶體的生長(zhǎng)調(diào)控和發(fā)光性能調(diào)控兩方面對(duì)所合成的材料進(jìn)行研究。此外，還對(duì)藥物緩釋熒光材料也進(jìn)行了探索，討論其應(yīng)用前景。
　　研究晶體的生長(zhǎng)過(guò)程方面，論文通過(guò)改變合成條件對(duì)晶體的尺寸及形貌進(jìn)行調(diào)控，以求得到尺寸均一、形貌規(guī)則、結(jié)構(gòu)良好的稀土離子摻雜微/納米晶體，并采用 X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡等表征手段對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。在對(duì)所合成的規(guī)則晶體的發(fā)光性能進(jìn)行調(diào)變方面，論文通過(guò)改變摻雜離子的種類(lèi)、相對(duì)濃度

3、，或加入其它摻雜離子、改變晶體的晶型等手段對(duì)材料的發(fā)光性能進(jìn)行調(diào)變，以求得到具有多色熒光，且發(fā)光性能增強(qiáng)的微/納米晶體，并利用PL光譜及UC光譜分別對(duì)材料的下轉(zhuǎn)換和上轉(zhuǎn)換熒光性能進(jìn)行表征。具體來(lái)說(shuō)，論文主要分為以下幾個(gè)方面進(jìn)行的：
　　首先，使用Y(OH)CO3納米球作為自模板，通過(guò)水熱法合成出了形貌均一、大小均勻的新穎三維自組裝花狀結(jié)構(gòu)的NaY(WO4)2前驅(qū)體，再經(jīng)過(guò)高溫煅燒獲得相應(yīng)的NaY(WO4)2樣品。整個(gè)反應(yīng)是在液相中

4、進(jìn)行，反應(yīng)過(guò)程中未添加任何的有機(jī)溶劑、表面活性劑和催化劑。樣品的晶相結(jié)構(gòu)、形貌、尺寸和發(fā)光性質(zhì)分別通過(guò)XRD、SEM、TEM、HRTEM和PL光譜等手段進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三維自組裝花狀結(jié)構(gòu)的NaY(WO4)2:Eu3+前驅(qū)體在紫外光的激發(fā)下，能夠發(fā)出白光；經(jīng)過(guò)高溫煅燒轉(zhuǎn)化成NaY(WO4)2:Eu3+后，則發(fā)射出明亮的紅光(Eu3+,5D0-7F2)。除此以外，還系統(tǒng)研究了NaY(WO4)2:Yb3+/Ln3+(Ln=Er,Tm,

5、Ho)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光，發(fā)現(xiàn)上述樣品在980近紅外的激發(fā)下，分別發(fā)射出明亮的綠光(Er3+,4S3/2,2H11/2→4I15/2)、藍(lán)光(Tm3+,1G4→3H6)和黃綠光(Ho3+,5S2→5I8)。
　　其次，我們通過(guò)水熱法，以十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)作為表面活性劑，成功合成出了納米片自組裝而成的新穎三維層狀結(jié)構(gòu)的Y2(WO4)3前驅(qū)體。經(jīng)過(guò)煅燒，Y2(WO4)3前驅(qū)體很容易地轉(zhuǎn)變?yōu)?Y2(WO4)3，且不改變前驅(qū)體原有的形

6、貌特征。實(shí)驗(yàn)中所獲樣品的晶相結(jié)構(gòu)、形貌、尺寸和發(fā)光性質(zhì)分別通過(guò)XRD、SEM、TEM、HRTEM和PL光譜等手段進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系中的SDBS用量和反應(yīng)時(shí)間，能夠有效地對(duì)Y2(WO4)3前驅(qū)體的形貌和尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)，文中對(duì)反應(yīng)的機(jī)理和形成過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)討論。在紫外光的激發(fā)下，Y2(WO4)3:x％Eu3+的發(fā)光顏色能夠從白光調(diào)控到紅光，同時(shí)對(duì)Eu3+的摻雜濃度進(jìn)行了優(yōu)化。除此以外，我們還系統(tǒng)研究了Y2(WO4)3:Y

7、b3+/Ln3+(Ln=Er,Tm,Ho)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光，發(fā)現(xiàn)上述樣品在980 nm近紅外的激發(fā)下，分別發(fā)射出明亮的綠光(Er3+,4S3/2,2H11/2→4I15/2)、藍(lán)光(Tm3+,1G4→3H6)和黃光(Ho3+,5S2→5I8)。在上轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)上，對(duì)于Y2(WO4)3:Yb3+/Er3+樣品而言，我們固定Er3+量，對(duì)Yb3+摻雜濃度進(jìn)行了優(yōu)化。
　　此外，我們還以Gd(OH)CO3為模板，通過(guò)自模板法合成了空心前驅(qū)體，而