上轉換氟化鑭納米顆粒的制備、自組裝及性能研究.pdf

1、稀土摻雜的上轉換納米材料，使用近紅外光照射可以發(fā)射出多色的可見光。稀土離子熒光具有很高的熒光量子產率，較窄的發(fā)射帶寬，熒光壽命長，斯托克斯(Stokes)效應轉換強，依靠配體進行熒光敏化等特殊性質。被廣泛用于通訊、發(fā)光、電激發(fā)光檢測、生物分析檢測、生物成像和太陽能電池等方面。而近年來，通過對一些納米顆粒進行自組裝成膠體納米團簇(colloidal nanoparticle clusters簡稱CNCs)，可以得到具有多種性質的納米團簇。

2、這些復合性質的膠體納米團簇在催化、能源儲存與轉化、磁性分離、多模式成像、化學檢測、藥物輸送和釋放方面都有很大的潛在應用。作為一種良好的發(fā)光基質，LaF3擁有低聲子能，能夠有效減少其非輻射損失，通過近紅外光的照射，能夠發(fā)射出高量子效率的發(fā)射光。將LaF3納米顆粒進行自組裝，不僅能夠擴大其熒光信號、產生其介孔結構，還能夠進一步的研究配體結合在納米顆粒表面的性質。研究納米顆粒的制備和自組裝結構，將為未來其在各項領域的應用和發(fā)展提供可能。

3、>　　本研究采用一種快速有效的方法來和合成大小一致的LaF3納米晶體，并且能夠控制其形狀。合成出多面體，納米棒和納米盤三種形貌。通過改變氫氧化鈉和配體的物質的量（油酸和十八烯），還能夠進一步改變LaF3納米晶體的大小和形狀。隨后通過對制備出來的三種LaF3的納米結構的表征和一系列形貌調控的對比試驗，研究了納米顆粒的形成機理。在共摻雜Yb/Er或者Yb/Tm進入LaF3納米結構之后，測試發(fā)現(xiàn)能夠發(fā)出明亮的上轉換光。并且由于其具有小尺寸以及

4、形貌規(guī)則，使得其在生物醫(yī)藥應用方面有很大的使用前景。為了探索LaF3納米盤自組裝合成，我們通過微乳法來合成CNCs。LaF3納米盤的結構具有很大的長徑比，因而自組裝實驗中，我們發(fā)現(xiàn)LaF3納米盤的自組裝方式與其他的納米顆粒及納米棒的自組裝方式存在很大的不同。對此我們研究了其反應機理和制備條件，發(fā)現(xiàn)在LaF3 CNCs中存在兩種不同的自組裝結構。這兩種自組裝結構的驅動力來源于體系中的兩種表面活性劑。第一種表面活性劑為油酸分子，油酸分子結合

5、在納米盤的<001>晶面上，因此單分散LaF3納米盤在能夠形成“face-to-face”結構的盤簇。第二種表面活性劑為在進一步自組裝形成CNCs時加入的十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，自組裝成CNCs之后，我們發(fā)現(xiàn)LaF3納米盤表現(xiàn)出多種自組裝形式。通過對LaF3納米盤摻雜了鑭系元素，測試發(fā)現(xiàn)LaF3∶Yb，Er/Tm CNCs所發(fā)出的激光明顯強于單分散的LaF3納米盤所發(fā)出的光。而LaF3 CNCs擁有的微孔性質，使其裝載分子或者