稀土碳酸鹽和磷酸鹽微納米顆粒的控制合成及功能性質(zhì).pdf

1、稀土發(fā)光材料在顯示、照明、X射線(xiàn)影像、太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換、激光以及生物工程等方面都有廣泛的應(yīng)用前景，因而日益受到人們的重視。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展要求的提高和資源節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展要求，稀土發(fā)光材料也正在向納米化、球形化和多功能化的方向發(fā)展。與此同時(shí)，納米級(jí)別的稀土發(fā)光材料還在免疫分析、生物傳感、生物成像、載藥等方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。因此，本研究將稀土離子的熒光特性與Gd3+的順磁性相結(jié)合，采用不同的合成方法，制備一系列磁性-熒光雙功能Gd2(CO

2、3)3∶ Ln3+納米粒子。同時(shí)尋求一種適合于工業(yè)應(yīng)用的簡(jiǎn)單化學(xué)法合成小尺寸高亮度的磷酸鑭鈰鋱(LAP)綠色熒光粉。具體內(nèi)容包括:
　　 [1]以CTAB為表面活性劑，正丁醇為助表面活性劑，正己烷為溶劑，以GdCl3和Na2CO3為原料，采用反相微乳液法，制備Gd2(CO3)3∶Tb納米粒子，并以在該微乳液中添加TEOS的方式，一步合成Gd2(CO3)3∶Tb@SiO2納米粒子。采用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)對(duì)納米粒

3、子的形貌和粒徑進(jìn)行表征，采用紅外光譜(IR)、元素分析(EDS)等對(duì)納米粒子的成分進(jìn)行分析，結(jié)果表明納米粒子為核殼結(jié)構(gòu)，其核為Gd2(CO3)3∶Tb，粒徑為8-10nm，外面包裹的SiO2的厚度為3-5nm。該納米粒子在波長(zhǎng)為λ=225nm的光源激發(fā)下，發(fā)出發(fā)射光譜在544 nm左右的綠光，發(fā)光性質(zhì)良好;且在溶液體系和細(xì)胞環(huán)境中均可以進(jìn)行良好的T1磁共振成像和熒光成像，該粒子能對(duì)NCI-H460肺癌細(xì)胞以及對(duì)SGC7901胃癌細(xì)胞成功

4、標(biāo)記，通過(guò)MTT法測(cè)試出納米粒子在62.5μg/mL-500μg/mL的濃度范圍內(nèi)的毒性很小，具有很好的生物相容性。
　　 [2]采用尿素均相沉淀法制備出粒度均勻的Ln3+摻雜Gd2O(CO3)2納米粒子及球形Gd2O3∶Eu粉體，利用SEM、TEM、IR、XRD等對(duì)納米粒子的結(jié)構(gòu)和顆粒特征進(jìn)行了分析，考查了沉淀時(shí)間以及表面活性劑的添加對(duì)納米粒子的形貌和粒徑的影響，并對(duì)Eu3+/Tb3+摻雜的納米粒子的熒光性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表

5、明，隨著沉淀時(shí)間的延長(zhǎng)，納米粒子的形貌由球形變?yōu)榱庑?，尺寸亦不斷增大，加入表面分散劑后，粒子的分散性更好。球形Gd2O(CO3)2∶Tb@PVP納米粒子在波長(zhǎng)為λ=274nm的光源激發(fā)下，發(fā)出543 nm左右的綠光，且該納米粒子在溶液體系和細(xì)胞環(huán)境中均可以進(jìn)行良好的T1磁共振成像和熒光成像，通過(guò)兩種功能的成像優(yōu)勢(shì)的結(jié)合提高了檢測(cè)腫瘤細(xì)胞的靈敏度和準(zhǔn)確度，表明其在生物應(yīng)用方面的潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　 [3]采用水熱法制備出尺寸細(xì)小、

6、均勻的球形Gd2(CO3)3納米粒子，通過(guò)摻雜Eu3+及Tb3+，使其具有熒光性質(zhì)。采用SEM、TEM、IR、XRD等對(duì)納米粒子的物相和顆粒特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:所合成的納米粒子的物相、形貌、尺寸均隨著水熱條件的改變而又所改變，并最終影響納米粒子的性質(zhì)。初步探討了Gd2(CO3)3納米粒子的水熱結(jié)晶機(jī)理，并總結(jié)了在水熱條件下制備適合生物應(yīng)用的球形Gd2(CO3)3納米粒子的反應(yīng)條件。
　　 [4]通過(guò)機(jī)械化學(xué)研磨法制備出La

7、PO4∶Ce，Tb前驅(qū)體，再將前驅(qū)體在還原氣氛中煅燒得到LaPO4∶Ce，Tb熒光粉。采用SEM)、XRD、熒光光譜(FL)對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、形貌和熒光性質(zhì)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明研磨時(shí)間、煅燒溫度、是否洗滌、及助溶劑的添加等條件對(duì)熒光粉亮度及形貌均有影響。采用該方法可以制備出比商用鋁酸鹽綠粉(CAT)亮度更高、顆粒更為細(xì)小均勻的LaPO4∶Ce，Tb綠色熒光粉。該方法溫和、簡(jiǎn)便、環(huán)境友好、具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
　　 [5]采用共沉淀法制