高发光强度NaYF_4：Yb，Er的合成及性能研究

发布时间：2017-06-30 14:05

  本文关键词：高发光强度NaYF_4：Yb，，Er的合成及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：稀土掺杂上转换发光纳米材料由于其独特的光学性质及优异的物理化学性质使其在很多领域具有重大的应用潜能,但上转换发光纳米材料的低发光效率一直是阻碍其在各领域实现实际应用的主要因素,提高稀土掺杂上转换发光纳米材料的发光效率一直是该领域研究者们的研究焦点。另外,随着上转换发光纳米材料在生物、医药及太阳能电池领域的应用研究,具有多功能的上转换发光纳米材料越来越受到关注。本论文的主要研究内容为采取简便有效的方法在合成过程中通过改变配体的选择提高NaYF4:Yb,Er上转换发光纳米材料的发光效率及通过选择不同溶剂组成的方法得到小粒径、亲水的NaYF4:Yb,Er纳米颗粒。 水热-溶剂热合成法具有较低的合成温度,对配体应用的限制较弱,故本论文中主要采用水热-溶剂热法合成NaYF4:Yb,Er纳米晶体。在以油酸(OA)为配体时,通过少加或不加NaOH,降低反应液的pH值,NaYF4:Yb,Er的发光强度显著增强,以pH=8.3条件下合成的NaYF4:Yb,Er为参照(常规法合成),当pH值为7.4,6.9和5.9时,NaYF4:Yb,Er在544nm绿光处的发光强度分别增强了32,42和48倍。 改变配体中的碳链长度,分别选择丁酸、己酸、癸酸、十四酸为新的配体与常规配体油酸水热-溶剂热法合成NaYF4:Yb,Er纳米晶体,随着单羧酸配体中碳链长度的增长,NaYF4:Yb,Er的发光强度逐渐减弱,与油酸相比,丁酸、己酸、癸酸和十四酸合成的NaYF4:Yb,Er544nm绿光处的发光强度分别增强了25,21,6.6和3倍。以不同碳链长度的配体合成的NaYF4:Yb,Tm发光强度具有相同的规律。 以不同官能团个数的配体分别合成NaYF4:Yb,Er纳米晶体。改变配体中的羧酸个数,分别以己酸、己二酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸(EDTA)为配体合成NaYF4:Yb,Er,产品的发光强度逐渐减弱,同样以丁胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺为配体合成的NaYF4:Yb,Er发光强度逐渐减弱。随着配体中官能团个数的增加,NaYF4:Yb,Er的发光强度逐渐降低。 改变反应中的溶剂组成,合成不同粒径和发光强度的NaYF4:Yb,Er纳米晶体,当水与乙醇(乙二醇)的比例为1：3或更小时,能得到小粒径的NaYF4:Yb,Er(粒径小于50nm)。而通过选用水溶性的配体可以合成具有不同程度亲水性的NaYF4:Yb,Er纳米晶体。
【关键词】：上转换 配体 发光强度 NaYF_4:Yb Er
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 稀土掺杂上转换发光纳米材料的介绍10
• 1.2 稀土掺杂上转换材料的发光机理10-12
• 1.3 稀土掺杂上转换发光纳米材料的合成方法12-15
• 1.3.1 共沉淀法12
• 1.3.2 高温热分解法12-13
• 1.3.3 水热/溶剂热合成法13-15
• 1.4 常用配体或表面活性剂及其作用15-17
• 1.5 提高上转换发光强度的方法17-22
• 1.5.1 增大晶体粒径17-18
• 1.5.2 增大敏化剂离子浓度18
• 1.5.3 金属离子掺杂18-19
• 1.5.4 金属等离子体共振19-20
• 1.5.5 核-壳包覆20-21
• 1.5.6 纳米异质结21-22
• 1.6 论文的设计思想22-24
• 2 油酸为配体合成NaYF_4：Yb,Er上转换发光纳米材料24-38
• 2.1 引言24
• 2.2 实验部分24-25
• 2.2.1 实验药品和仪器24-25
• 2.2.2 实验步骤25
• 2.3 结果与讨论25-37
• 2.3.1 pH对NaYF_4：Yb,Er发光性能的影响25-30
• 2.3.2 油酸用量对NaYF_4：Yb,Er发光性能的影响30-31
• 2.3.3 F~-/Re~(3+)比例对NaYF_4：Yb,Er发光性能的影响31-32
• 2.3.4 反应时间对NaYF_4：Yb,Er发光性能的影响32-33
• 2.3.5 溶剂组成对NaYF_4：Yb,Er性能的影响33-37
• 2.4 小结37-38
• 3 不同碳链长度羧酸配体合成NaYF_4：Yb,Er上转换发光纳米材料38-54
• 3.1 引言38
• 3.2 实验部分38-39
• 3.2.1 实验药品和仪器38-39
• 3.2.2 实验步骤39
• 3.3 结果与讨论39-53
• 3.3.1 十四酸为配体水热-溶剂热合成NaYF_4：Yb,Er39-47
• 3.3.2 不同碳链羧酸配体对NaYF_4：Yb,Er性能的影响47-53
• 3.4 小结53-54
• 4 不同官能团个数配体合成NaYF_4：Yb,Er上转换发光纳米材料54-69
• 4.1 引言54
• 4.2 实验部分54-56
• 4.2.1 实验药品和仪器54-55
• 4.2.2 实验步骤55-56
• 4.3 结果与讨论56-68
• 4.3.1 不同官能团个数的配体水热合成NaYF_4：Yb,Er56-65
• 4.3.2 亲水性NaYF_4：Yb,Er纳米晶体的合成65-68
• 4.4 小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-76
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况76-77
• 致谢77-78

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本文编号：502159