新型无机、金属有机骨架结构稀土发光材料的制备及其性能研究

发布时间：2017-12-16 11:38

  本文关键词：新型无机、金属有机骨架结构稀土发光材料的制备及其性能研究

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【摘要】：稀土掺杂的上转换发光材料利用近红外光作为激发光源,其荧光发射可位于可见光区或紫外光区,这一特点使其与传统的荧光材料相比,可有效避免生物检测中紫外激发导致的“自荧光”干扰,与此同时,近红外激发光处于生物组织的“光学窗口”,在生物组织内具有穿透能力强、光损伤小等特点,因而上转换发光材料非常适合生物医学领域的研究与应用。然而由于上转换发光过程是一个多光子吸收过程,其较低的发光效率限制了其在生物成像、光动力学治疗等方面的普及,如何进一步提高上转换发光材料的发光效率和发光强度,拓展其应用范围是该领域亟待解决的问题之一。针对以上情况,本论文分别制备了新型无机、金属有机骨架结构的稀土上转换发光材料并系统研究了他们的发光性能,同时开展了对具有“团簇”结构的稀土配合物高效发光材料的研究,主要结果如下:1、贵金属银对内核-隔离层-外壳(Core-Spacer-Shell)复合结构上转换体系的荧光增强作用及其机理研究为了进一步提高稀土上转换发光材料的发光强度。我们构建了一种复合结构的上转换纳米粒子,首先以镱铒共掺的氟钆钠作为上转换发光内核(Core),然后在此基础上包覆厚度约为2 nm的基质材料氟钆钠作为隔离层(Spacer),最后包覆厚度约为1.5 nm且具有局域表面等离子体共振作用的银外壳(Shell),获得了纳米尺寸的内核-隔离层-外壳(Core-Spacer-Shell)复合结构上转换发光体系。发现通过引入适当厚度的隔离层,可有效控制贵金属银外壳到内核发光中心之间的距离,实现了银外壳结构对该上转换体系的荧光增强作用:与初始上转换纳米粒子(Core)相比,具有同质包覆和贵金属“协同作用”的复合结构的上转换纳米粒子荧光发射强度增加了约12倍。2、上转换发光的金属有机骨架材料的制备及其应用通过一步合成法制备了具有铒离子特征上转换发光性质的金属有机骨架材料(Up-MOF-Y1-x/Erx)并对其进行了表征,发现在铒离子掺杂浓度为6%时(x=6%),该材料具有最大的上转换发光强度,此后随着铒离子浓度递增,浓度猝灭效应导致荧光强度大幅衰减。通过对其发光性质的研究,推测其上转换发光机理为激发态吸收模式,结合荧光强度随激发功率变化关系,得出该上转换发光来自两光子过程。此外也初步验证了该上转换MOF多孔材料在药物固载及缓释方面的作用。3、“团簇”结构稀土配合物发光材料的制备、表征及其光化学传感通过提高反应温度,制备了一种具有“团簇”结构的稀土铕配位聚合物发光材料,与先前报道具有相同组成的La(1,3,5-BTC)·6H2O(CCDC:290771)材料相比,其发光强度提高了近10倍,该材料可在一系列金属离子中特异性识别三价铁离子;在一系列有机小分子中特异性识别丙酮分子;且该材料对多种硝基爆炸物有不同程度的荧光猝灭响应,因此该材料具备“多功能”的传感性质。
【学位授予单位】：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O482.31

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本文编号：1295912