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)光材料是一類重要的熒光材料。利用稀土離子內部特殊的4f–4f和4f–5d軌道結構，使得這類發(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、熒光壽命長等優(yōu)點，因此在傳感、顯示、激光、照明、太陽能電池及生物醫(yī)學領域的應用前景十分廣泛。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用奠定基礎，成為該領域內研究的熱點。因此，本文針對這一方向，調整合成手段，通過使用稀土元素的碳酸氫氧化物作為前驅體，制備出多種稀土離子摻

2、雜的微/納米晶體，并分別針對晶體的生長調控和發(fā)光性能調控兩方面對所合成的材料進行研究。此外，還對藥物緩釋熒光材料也進行了探索，討論其應用前景。
　　研究晶體的生長過程方面，論文通過改變合成條件對晶體的尺寸及形貌進行調控，以求得到尺寸均一、形貌規(guī)則、結構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材料的結構進行表征。在對所合成的規(guī)則晶體的發(fā)光性能進行調變方面，論文通過改變摻雜離子的種類、相對濃度

3、，或加入其它摻雜離子、改變晶體的晶型等手段對材料的發(fā)光性能進行調變，以求得到具有多色熒光，且發(fā)光性能增強的微/納米晶體，并利用PL光譜及UC光譜分別對材料的下轉換和上轉換熒光性能進行表征。具體來說，論文主要分為以下幾個方面進行的：
　　首先，使用Y(OH)CO3納米球作為自模板，通過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構的NaY(WO4)2前驅體，再經(jīng)過高溫煅燒獲得相應的NaY(WO4)2樣品。整個反應是在液相中

4、進行，反應過程中未添加任何的有機溶劑、表面活性劑和催化劑。樣品的晶相結構、形貌、尺寸和發(fā)光性質分別通過XRD、SEM、TEM、HRTEM和PL光譜等手段進行表征。實驗結果表明，三維自組裝花狀結構的NaY(WO4)2:Eu3+前驅體在紫外光的激發(fā)下，能夠發(fā)出白光；經(jīng)過高溫煅燒轉化成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)、藍光(Tm3+,1G4→3H6)和黃綠光(Ho3+,5S2→5I8)。
　　其次，我們通過水熱法，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構的Y2(WO4)3前驅體。經(jīng)過煅燒，Y2(WO4)3前驅體很容易地轉變?yōu)?Y2(WO4)3，且不改變前驅體原有的形

6、貌特征。實驗中所獲樣品的晶相結構、形貌、尺寸和發(fā)光性質分別通過XRD、SEM、TEM、HRTEM和PL光譜等手段進行表征。實驗結果表明，通過調節(jié)反應體系中的SDBS用量和反應時間，能夠有效地對Y2(WO4)3前驅體的形貌和尺寸進行調節(jié)，文中對反應的機理和形成過程進行了詳細討論。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控到紅光，同時對Eu3+的摻雜濃度進行了優(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)、藍光(Tm3+,1G4→3H6)和黃光(Ho3+,5S2→5I8)。在上轉換基礎上，對于Y2(WO4)3:Yb3+/Er3+樣品而言，我們固定Er3+量，對Yb3+摻雜濃度進行了優(yōu)化。
　　此外，我們還以Gd(OH)CO3為模板，通過自模板法合成了空心前驅體，而