稀土氟化物纳米晶合成及其上转换发光性质研究

发布时间：2017-05-31 13:01

  本文关键词：稀土氟化物纳米晶合成及其上转换发光性质研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几年来,基于上转换发光纳米材料的生物荧光探针成为目前的研究热点,该技术具有成本低廉和灵敏度较高的优点。与有机染料和量子点相比,上转换发光纳米材料作为生物探针具有信噪比高、穿透深度高、无光漂白现象、对生物体无毒害作用等优点。其中,稀土氟化物纳米晶具备低的声子能量和高的光频转换效率等优点,使得稀土氟化物上转换纳米材料在生物医学领域备受推崇。本文的具体研究内容和结果归纳如下:1.以PVP作为表面活性剂,利用水热法制备水溶性LaF3:Yb3+/Er3+纳米晶体,所制备的晶体尺寸大小仅为18 nm,并且在水溶液中具有很好的分散性,通过Ca2+掺杂减弱稀土离子周围晶格对称性,从而实现上转换发光增强。利用LaF3纳米晶和MMA聚合制备一种优异的光波导材料。2.采用高温热分解法制备尺寸小于20 nm单分散六角相NaGdF4:Yb/Ho纳米晶。荧光照片显示纳米粒子具有高的发光强度,并且通过共掺杂Ce3+实现绿光到红光的调节。3.采用高温热分解法制备小尺寸的LiLuF4作为核,诱发生长四方相的壳LiGdF4,得到LiLuF4@LiGdF4:Yb/Er(Tm)纳米晶体。在980 nm激发光激发下LiLuF4@LiGdF4:Yb/Er(Tm)纳米晶体的上转换发光强度明显强于β-NaGdF4:Yb/Er(Tm)纳米晶体。为了得到更高的发光强度,我们在LiLuF4@LiGdF4:Yb/Er(Tm)纳米晶体外层包覆一层惰性LiGdF4壳层,最终形成的LiLuF4@LiGdF4:Yb/Er(Tm)@LiGdF4结构为核-壳-壳的纳米晶体,可用于上转换发光、CT和T1加权核磁共振三维成像生物标记。
【关键词】：氟化物 合成 上转换发光 离子掺杂 核壳
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ422;TB383.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-19
• 1.1 概述7
• 1.2 上转换发光机制7-9
• 1.2.1 基于能量传递7-8
• 1.2.2 激发态吸收8
• 1.2.3 协同敏化8
• 1.2.4 协同发光8
• 1.2.5 二阶谐波（倍频）机理8
• 1.2.6 光子雪崩（PA）8-9
• 1.3 上转换材料的合成方法9-13
• 1.3.1 微乳液法9-10
• 1.3.2 水热合成法10-11
• 1.3.3 共沉淀法11
• 1.3.4 溶胶凝胶法11-12
• 1.3.5 高温热分解法12-13
• 1.4 上转换发光的影响因素13-16
• 1.4.1 材料特性13-14
• 1.4.2 基质14
• 1.4.3 激活剂14-15
• 1.4.4 敏化剂15-16
• 1.5 上转换材料发光增强16-18
• 1.6 本论文的研究意义及其应用18-19
• 第二章 LaF_3纳米晶体的制备、发光性质及光波导应用研究19-27
• 2.1 引言19-20
• 2.2 实验部分20-21
• 2.2.1 实验试剂20
• 2.2.2 复合材料 β-LaF_3/PMMA制备20-21
• 2.2.3 测试条件21
• 2.3 结果与讨论21-24
• 2.3.1 样品的结构组成与形貌表征21-22
• 2.3.2 上转换发光性质22-24
• 2.4 LaF_3/PMMA复合材料光波导应用研究24-25
• 2.5 小结25-27
• 第三章 NaGdF_4:Yb/Ho/Ce纳米晶的制备及其光学性质研究27-34
• 3.1 引言27
• 3.2 实验部分27-29
• 3.2.1 实验试剂27-28
• 3.2.2 测试条件28
• 3.2.3 β-NaGdF_4:Yb/Ho纳米晶的制备28-29
• 3.3 实验数据分析与讨论29-33
• 3.3.1 样品尺寸表征及分析29-30
• 3.3.2 样品形貌表征及分析30-31
• 3.3.3 上转换发光性质31-33
• 3.4 小结33-34
• 第四章 LiLuF_4@LiGdF_4纳米晶制备及其光学性能研究34-44
• 4.1 引言34-35
• 4.2 实验部分35-36
• 4.2.1 化学试剂和原材料35-36
• 4.2.2 制备LiLuF_4或GdF_3晶体36
• 4.2.3 制备LiLuF_4@LiGdF_4:Yb/Er(Tm)纳米晶体36
• 4.2.4 制备LiLuF_4@LiGdF_4:Yb/Er(Tm)@LiGdF_4纳米晶体36
• 4.3 晶体表征36
• 4.4 纳米晶体材料特征及光学特性36-43
• 4.4.1 材料表征特征36-40
• 4.4.2 晶体的发光特性40-43
• 4.5 小结43-44
• 第五章 结论44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-54
• 作者简介54
• 攻读硕士学位期间研究成果54

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