上转换荧光纳米颗粒/半导体复合光敏剂的制备与活性评价

发布时间：2020-12-19 19:33

　　稀土离子掺杂的上转换荧光纳米材料可以将近红外光转换为紫外-可见-近红外光,其具有稳定性好、毒性低、发射谱带窄等优点,在能量转换、生物成像、肿瘤治疗、太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。半导体材料因其特殊的能带结构,受到合适能量的光激发时,能够产生光生电子-空穴对,可以驱动氧化还原反应或者杀死肿瘤细胞。然而,传统半导体材料（TiO2、CdS、ZnO等）的光谱响应最多只能达到可见光区,限制了其在生物和催化领域的应用。如何拓宽半导体材料的光谱响应范围,提高其对近红外光的利用一直是科研工作者们关注的研究热点。通过制备上转换纳米颗粒（UCNPs）与半导体的复合材料,能够有效改善传统半导体对光的吸收范围,拓展其在生物和能源方面的实际应用。本论文将重点阐述如何通过各种技术手段实现上转换纳米颗粒与各种半导体材料的有效组装和复合,并对复合物的性能进行研究。首先通过静电纺丝技术将上转换纳米颗粒与半导体材料进行电纺,成功制备了（β-NaYF4:Yb/Tm@NaYF4）/TiO2和（β-NaYF4:Yb/Tm@NaYF4）/CdS/TiO2等一系列复合纳米纤维,充分证明了静电纺丝技术在大规模组装复合材料方面所... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）传统光致发光和（b）上转换发光过程示意图

煌?梢越?芰孔?品治?韵氯?郑毫??芰孔?疲ㄍ?1.2b）、协同敏化（图1.2c）和交叉弛豫（图 1.2d）。光子雪崩（如图 1.2d）是激发态吸收和连续能量转移相结合的过程，当一个离子吸收光子跃迁至激发态能级 E2 后，处于 E2 能级的离子与处于基态的离子发生交叉弛豫，将能量传递给基态离子，使处于基态的离子跃迁至中间激发态 E1，处于中间激发态能级 E1 的离子数将急剧增加，其再吸收一个光子跃迁至高能量激发态 E2，上述过程不断循环，激发态能级 E2 处的离子数量逐渐累积，最后跃迁回基态并辐射出荧光。1.1.3 上转换发光材料稀土离子掺杂的上转换发光材料通常由无机基质和稀土掺杂离子组成

合肥工业大学硕士学位论文化物，溴化物和碘化物通常具有较低的声子能量（<300 吸湿性，使用受到限制。氧化物通常具有较高的化学稳定量相对较高，一般高于 500 cm-1。NaYF4[30]， NaGdF4[31]aF3[34]，CaF2[35]，KMnF3[36]，YF3[37]，KGdF4[38]等氟化物，00 cm-1），非辐射损耗小、化学性质稳定，被认为是最理[39]。目前，被广泛使用的稀土上转换发光基质材料是 Na子 Er3+、Tm3+和 Ho3+等有很多阶梯状能级（图 1.3），在转换发光，常被用作激活剂。为了减少交叉弛豫引起的能剂的含量低于 2 mol %。与其它镧系元素相比，Yb3+对近，且 Yb3+在2F7/2→2F5/2能级跃迁所产生的辐射能量与 Er3+ f-f 能级跃迁所需能量相匹配，可通过非辐射弛豫的过程将激活剂离子。因此，Yb3+通常用作敏化剂与 Er3+、Tm3+和强上转换发光。通常使用 980 nm 的连续二极管激发器作在2F7/2→2F5/2能级跃迁所需要的能量。


本文编号：2926453