KMnF3的熔盐法合成及掺铕体系的发光性质

采用简单的熔盐法合成了KMnF₃单相样品及稀土离子铕掺杂的KMnF₃（KMnF₃：Eu）荧光样品. X射线粉末衍射（XRD）表征结果显示,KMnF₃属立方晶系,为AMF₃型钙钛矿结构氟化物. 对样品KMnF₃：Eu的发光性质进行了研究,荧光光谱分析结果表明,Mn²⁺,Eu²⁺与Eu³⁺这3个发光中心共存于KMnF₃：Eu体系中. 讨论了改变掺入Eu离子的摩尔分数对Mn²⁺,Eu²⁺以及Eu³⁺发光强度的影响.     

铕(Ⅲ)激活的磷酸镧发光性质研究

LaPO₄:Eu³⁺的发射光谱包含较强的Eu³⁺⁵D_o→⁷F₁跃迁发射和较弱的⁶D₁→⁷F₁跃迁发射。主发射峰583nm,对应于Eu³⁺5D_o→⁷F₁跃迁.通过对Eu³⁺的两种跃迁发射强度及荧光寿命和Eu³⁺浓度关系的测定和理论分析,探讨了发光中心Eu³⁺离子同的交叉弛豫和能量迁移机理。     

单分散GdxY2-xO3:Eu3+纳米颗粒的制备及其荧光性能

本文采用均相沉淀法制备了单分散Gd_xY_2-xO₃:Eu³⁺纳米颗粒,并利用SEM,TEM,XRD和荧光光谱对产品的形貌,晶体结构和荧光性能进行了表征.结果发现适量Gd³⁺的加入对Y₂O₃:Eu³⁺的发光具有显著的增强作用.同时达到最大荧光强度所需的价格较贵的Gd³⁺用量,也从燃烧法的80%大幅减少到20%.另外,本文还进一步研究了Eu³⁺浓度对纳米颗粒荧光性能的增强效果.     

纳米晶LaAlO3掺Eu3+的复合沉淀法制备及发光性质

以NH₃·H₂O-NH₄HCO₃混合溶液为复合沉淀剂,制备了LaAlO₃:Eu³⁺纳米晶体.通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对产物进行了表征,用荧光光度计测试了样品的三维荧光光谱、激发光谱和发射光谱.结果表明:前驱沉淀物经800℃焙烧处理2h,制备出球型形貌,颗粒分散性好、尺寸约为40nm的立方相LaAlO₃纳米晶.由三维荧光光谱确定了LaAlO₃:Eu³⁺的最佳监测波长和激发波长,在395nm波长光的激发下观察到纳米LaAlO₃中Eu³⁺的591nm(⁵D₀-⁷F₁)和613nm(⁵D₀-⁷F₂)特征发射谱,磁偶极跃迁⁵D₀-⁷F₁的发射峰强度要比电偶极跃迁⁵D₀-⁷F₂更强,而且这种趋势随着焙烧温度的升高明显增强,说明由该法制备的纳米LaAlO₃中Eu³⁺离子占据的位置具有高的对称性.     

(2-羧基苯氧基)苯-1,2-二羧酸构筑的镧系配合物对苯甲醛和阳离子的荧光传感

采用水热法合成了5个稀土配合物[Sm₂(bdbc)₂(phen)₄](1)和[Ln(bdbc)(phen)(H₂O)][Ln=Eu(2), Gd(3), Tb(4), Dy(5), bdbc=(2-羧基苯氧基)苯-1,2-二羧酸根, phen=1,10-邻菲啰啉]. 配合物1是双核分子, 通过氢键和C—H…π作用进一步构筑成一维超分子结构; 配合物2~5是同构的一维双螺旋结构, 通过氢键和C—H…π作用进一步构筑成三维超分子结构. 配合物1, 2, 4和5呈现了Sm³⁺, Eu³⁺, Tb³⁺和Dy³⁺离子的特征发射, 分别对应于Sm³⁺离子的⁴G_5/2→⁶H_J/2(J=5, 7, 9)、 Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F_J(J=1—4)、 Tb³⁺离子的⁵D₄→⁷F_J(J=6, 5, 4, 3)和Dy³⁺离子的⁴F_5/2→⁶H_J/2(J=15, 13)跃迁. 对配合物4的荧光性质进行了表征, 结果表明, 配合物4可用作荧光探针以检测阳离子和苯甲醛.     

尖吻蝮蛇毒抗凝血因子Ⅱ的稀土离子荧光探针研究

尖吻蝮蛇毒抗凝血因子(ACF)分子中有两个钙离子结合位点,钙离子对ACF的内源荧光有增强作用,稀土离子(Nd³⁺,Sm³⁺,Eu³⁺,Gd³⁺和Tb³⁺)能取代ACF分子中的钙离子,并对ACF的内源荧光有不同程度的猝灭作用,其中Tb³⁺接受ACF分子中Trp残基传递的能量后,特征荧光增强.稀土离子与ACF荧光滴定表明,ACF分子中有两个稀土离子结合位点,稀土离子和钙离子在ACF分子中两个结合部位是共同的竞争结合部位.ACF与不同稀土离子之间有相近的表观结合常数K₁或K₂.Tb³⁺与RE³⁺(RE=Nd,Sm,Eu或Gd)间线性自由能关系表明,稀土离子与ACF结合时,没有明显的空间效应.ACF分子中的两个结合位点在结构上都有较大的柔性,这种结构柔性为钙离子在ACF与活化凝血因子X的结合反应中起到的促进作用提供了结构基础.     

原位反应法制备丙烯酸钐/丁腈橡胶复合材料及其荧光性能研究

通过两种不同的原位反应制备了丙烯酸钐/丁腈橡胶[Sm(AA)₃/NBR]复合材料.SEM和TEM结果表明,原位反应使稀土配合物的粒径减小,且均匀地分散在基体聚合物中.荧光分析表明,以260nm作为激发波长时,两种复合材料在379nm(⁴D_1/2,⁶P_7/2→⁶H_5/2)和418nm(⁴L_15/2,⁴G_1/2→⁶H_5/2)处出现了与自由离子基本相同的发射峰(374和390nm),属于受配体微扰的中心离子发光.原位反应制备的复合材料在不同激发波长下的荧光强度均比非原位反应体系的荧光强度高.随着稀土含量的增加,其荧光强度增加,至稀土质量分数为30%时出现荧光猝灭.     

基于层状氢氧化镧的稀土离子激活杂化组装荧光体

采用水热法制备了十二烷基磺酸根(DS^-)插层的稀土离子(Eu³⁺, Tb³⁺和Ce³⁺)激活的层状氢氧化镧(LLaH), 通过微波法将苯甲酸根(BA^-)与层中DS^-进行离子交换反应, 形成杂化组装. X-射线衍射(XRD)结果表明这些杂化组装具有典型的层状结构, 离子交换反应后层间距由3.2 nm减小为1.9 nm. 光致发光光谱显示稀土Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的LLaH均表现出相应的特征红色和绿色发射, 但(Eu/Tb)_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O的发光强度是(Eu/Tb)_0.1La_1.9(OH)₅DS•H₂O的十几倍, 这得益于BA^-对稀土离子发光产生了很好的敏化作用. 通过超声和离心过程将Tb_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O, Eu_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O和Ce_0.08La_1.92(OH)₅DS•H₂O杂化组装样品进行层剥离制成胶体溶液, 发现不同比例的Eu_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O和Tb_0.1La_1.9(OH)₅BA•H₂O两种胶体混合能够对发光颜色进行调整; 三种胶体混合后通过改变激发波长也可以有效调整发光颜色, 特别是在280~290 nm紫外光激发下, 能够获得白色荧光, 显示出优异的光功能特性.     

LnBaB9O16:Eu3+(Ln=La,Y)的结构与荧光性质

利用电子衍射、X射线衍射和荧光光谱等方法研究了LnBaB₉O₁₆(Ln=La,Y)的结构特性.LnBaB₉O₁₆为单斜晶系,其中LaBaB₉O₁₆的晶胞参数a=1.3660nm,b=0.7882nm,c=1.6253nm,β=106.15°;YBaB₉O₁₆的晶胞参数a=1.3476nm,b=0.7776nm,c=1.6040nm,β=106.38°.荧光光谱研究表明,这两种化合物结构不同,Y³⁺在YBaB₉O₁₆结构中处于中心对称格位,而LaBaB₉O₁₆中La³⁺的格位则无中心对称性.Gd³⁺部分取代LaBaB₉O₁₆:Eu³⁺中的La³⁺可改善Eu³⁺离子的发光性质.LaBaB₉O₁₆:Eu³⁺在真空紫外区的吸收比较弱,这可能与硼氧比较小有关.     

聚丙烯酸/聚(苯乙烯-丙烯酸)二苯酰基甲烷铕(Ⅲ)配合物的合成及其荧光性能

铕(Ⅲ)和二苯甲酰甲烷(HDBM)形成的有机配合物与聚丙烯酸(PAA)(M_n=5000)、聚(苯乙烯-丙烯酸)(PSAA)(M_n=3000)发生配位反应,分别得到配位聚合物Eu(Ⅲ)-DBM-PAA和NaEu(Ⅲ)-DBM-PSAA,产率分别为89.7%和87.3%.红外光谱、紫外光谱、X光电子能谱测试表明,Eu³⁺分别与PAA,PSAA和DBM-发生配位,元素分析和电导率测定结果证明,1个Eu³⁺分别与PAA中2个链节或PSAA中3个链节的羧基和1个DBM-发生配位.Eu³⁺离子在配位聚合物Eu(Ⅲ)-DBM-PAA和Eu(Ⅲ)-DBM-PSAA中的含量分别为28.46%和12.23%.荧光光谱表明,常温下配位聚合物在紫外光下发出强的红光,主要是Eu³⁺离子的5D0→7F2的能级跃迁.     

高效率Tb3+单掺绿色荧光粉的光致/应力发光研究

稀土离子Tb³⁺被视为当前绿色荧光材料中最具潜力的激活剂之一.采用高温固相法制备了新型绿色荧光粉β-KMg(PO₃)₃:Tb³⁺,其在紫外光区域具有强的f-f跃迁激发峰,呈现出较高的荧光量子产率(90.74%),且色度坐标与商用绿色荧光粉接近,其发射峰源于Tb³⁺的⁵D₄-⁷F_J (J=6, 5, 4, 3)跃迁发射; Tb³⁺占据Mg²⁺格位,由于电荷差而产生的缺陷被热释光验证,多种深度陷阱能级的存在使得该荧光粉具备优异的热稳定性.更重要的是,β-KMg(PO₃)₃:Tb³⁺呈现出优异的应力发光特性,在应力刺激下陷阱能级中的电子及空穴分别被释放回Tb³⁺的激发态及基态,实现Tb³⁺的⁵D₃-     

磁性荧光双功能复合纳米粒子Fe3O4@SiO2@ZrO2:Tb3+的合成和表征

通过原位反应合成法成功合成了一种新型水溶性的磁性荧光复合纳米粒子Fe₃O₄@SiO₂@ZrO₂:Tb³⁺,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、磁性测试仪和荧光(PL)光谱对其形貌、尺寸、相组成、磁性和荧光性能进行了表征。 结果表明,核(Fe₃O₄@SiO₂)壳(ZrO₂:Tb³⁺)结构组成的磁性荧光复合纳米粒子具有超顺磁性,其饱和磁化强度达到36 emu/g,并且在494 nm(⁵D₄→⁷F₆)、549 nm(⁵D₄→⁷F₅)、587 nm(⁵D₄→⁷F₄)和625 nm(⁵D₄→⁷F₃)处具有4个Tb³⁺特有的荧光发射光谱带峰值。 磁性荧光双功能的复合纳米粒子在生物医学领域具有潜在的应用价值。     

4-(4-羧基苯氧基)间苯二甲酸构筑的过渡金属配位聚合物: 合成、 晶体结构、 荧光传感与光催化

采用水热法合成了4个配位聚合物[Zn(Hcpoia)(2,2'-bpy)·H₂O]_n(1)和[M(Hcpoia)(phen)]_n·nH₂O[M=Zn(2), Mn(3), Co(4); H₃cpoia=4-(4-羧基苯氧基)间苯二甲酸; 2,2'-bpy=2,2'-联吡啶; phen=1,10-邻菲罗啉], 利用X射线单晶衍射分析确定了配合物的晶体结构. 配合物1为一维链状结构, 中心Zn ²⁺离子的配位环境为[ZnO₄N₂]扭曲的八面体构型, 配体Hcpoia ^2-以μ₁∶η ¹η ⁰和μ₁∶η ¹η ¹配位模式桥连相邻的Zn ²⁺离子. 配合物2和4的结构与配合物1类似, 是由配体Hcpoia ^2-以μ₁∶η ¹η ⁰和μ₁∶η ¹η ¹配位模式联接[MO₄N₂]结构单元而形成的一维链状结构. 配合物1, 2和4中均存在分子间氢键(O—H…O), 氢键的存在使一维链连接形成二维超分子结构. 配合物3为二维网状结构, Mn ²⁺离子的配位环境为[MnO₄N₂]扭曲的八面体构型, 配体Hcpoia ^2-以μ₂∶η ¹η ¹配位模式桥连相邻Mn ²⁺离子形成[Mn₂COO₂]结构单元, 该结构单元被Hcpoia ^2-连接形成二维结构. 在4个配合物中, 2,2'-bpy和phen配体均以端基的形式与金属离子螯合配位. 研究了水溶液中抗生素分子和Fe ³⁺离子对配合物1与荧光强度的影响, 实验结果表明, 甲硝唑、 Fe ³⁺离子对配合物1有荧光猝灭作用, 并进一步考察了甲硝唑浓度和Fe ³⁺离子浓度对配合物1荧光强度的影响. 基于荧光猝灭机理, 配合物1可以用作荧光传感器检测水溶液中的甲硝唑和Fe ³⁺离子. 研究了配合物4对罗丹明B(RhB)的催化降解性能, 发现在氙灯照射和H₂O₂存在条件下, 配合物4对RhB具有较好的光催化降解作用.     

掺铥硫氧化钇的特殊余辉性质

迄今为止,稀土长余辉磷光体已见文献或专利公开报道的激活离子主要有适于紫外光激发的三价铈离子(Ce³⁺)和三价镨离子(Pr³⁺)、适于可见光激发的铕离子(Eu³⁺和Eu²⁺)及钐离子(Sm³⁺,Sm²⁺),尚未涉及到铥离子Tm³⁺或Tm²⁺.我们在Tm³⁺离子激活的硫氧化钇体系Y₂O₂S:Tm³⁺中发现了长余辉荧光特性.特别是在该磷光体中还发现了一种非常特殊的余辉现象.     

稀土超分子纳米功能材料的组装及其荧光性质比较

本文在无水乙醇中制备了铕的四元、三元和二元系列配合物,当配体Phen和TTA共存时,协同发光效应使得Eu(Phen)2(TTA)2的荧光最强,在铕配合物和纳米级介孔分子筛MCM－41或（CH3）3Si-MCM-41组成的超分子发光体系中,主体分子筛的疏水孔道环境有利于客体铕配合物的发展,说明主客体之间的相互作用会对复合的超分子发光材料的荧光性质产生影响。     

亚晶格能量团簇构建及晶场调控对四方LiYF4:RE上转换发光机制的影响研究

四方LiYF₄是一种与六方NaYF₄相当的稀土上转换发光基质材料,由于相对优异的短波上转换发光特性,近年受到业界的相当关注,但对产生这一优异特性的原因还未见报道.经研究发现,四方LiYF₄具有六边环状亚晶格结构,每5个间距小于0.4 nm的近邻三价阳离子形成一个团簇,稀土离子间的能量传递容易在团簇内或六边形环内环绕传递.基于它的这一亚晶格结构特征,本工作通过引入不同量敏化剂Yb³⁺和掺杂离子Sc³⁺和Hf⁴⁺,考察不同激活离子Er³⁺、Ho³⁺和Tm³⁺与敏化离子Yb³⁺构建亚晶格能量团簇以及异质离子Sc³⁺和Hf⁴⁺掺杂晶场调控对稀土离子上转换发光性能的影响机制.发现不同稀土离子与Yb³⁺存在不同的能级匹配,导致不同概率的无辐射交叉弛豫行为,当引入适量的Yb³⁺时,可分别构建1Er-2Yb、1Ho-2Yb和1Tm-4Yb亚晶格能量团簇,实现最佳的上转换发光性能;当6 mol% Sc³⁺和4 mol% Hf⁴⁺引入时,可有效调控晶场的不对称性;掺杂后,5个近邻三价离子的团簇结构中,只有3个近邻Yb³⁺离子,无法同时实现Er³⁺离子的⁴F_5/2和Sc³⁺的²G_7/2或Hf⁴⁺的⁴F_5/2^o激发态的双光子合作上转换电子布居,导致Sc³⁺或Hf⁴⁺成为荧光猝灭中心,Sc³⁺掺杂晶场调控最大仅提升50%的荧光强度,Hf⁴⁺掺杂没有提升反而降低Er³⁺离子的上转换发光强度,不同于它们掺杂六方NaYF₄：Er/Yb那样扮演储能离子角色,显著提升Er³⁺离子的短波上转换发光强度.本研究揭示了在六边环状亚晶格基质结构中不同稀土离子与敏化剂Yb³⁺的敏化上转换发光机制,以及基质结构特征对掺杂晶场调控行为的影响机制,可为设计和制备高性能上转换发光材料提供借鉴.     

荧光粉Ba5-3x/2B4O11∶xEu3+的制备及发光性能

采用高温固相烧结法成功制备了Ba_5-3x/2B₄O₁₁∶xEu³⁺(x=0.02~0.22)荧光粉,利用XRD和SEM等对荧光粉进行了结构和形貌表征。 在激发波长为393 nm的条件下,发射峰(596、621、657和706 nm)与Eu³⁺的⁵D₀-⁷F_J(J=1,2,3,4)电子跃迁相对应,其中621 nm最强发射峰由Eu³⁺离子⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁造成。 文章还研究了Eu³⁺掺杂浓度对Ba_5-3x/2B₄O₁₁∶xEu³⁺发光性能的影响,结果表明,荧光粉的发光强度随着Eu³⁺掺杂量的增加呈现先增大后减小的趋势,Eu³⁺最佳掺杂量为0.16。     

Li+,Eu3+共掺杂La2MoO6红色荧光粉的Pechini法合成及近紫外/蓝光激发下的发光特征

采用Pechini法合成了白光LED用红色荧光粉La_1.9-xMoO₆:0.10Eu³⁺,xLi⁺(x=0,0.10,0.20,0.25),并对样品分别进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDX)以及荧光光谱(PL)等技术手段分析。 PL光谱显示该荧光粉可被近紫外光(395 nm)和蓝光(466 nm)有效激发,产生616和623 nm强的红光发射,归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁。该荧光粉与近紫外LED芯片(370~410 nm)和蓝光LED芯片(450~470 nm)均匹配良好,具有潜在的商业应用价值。 共掺Li⁺离子作为敏化剂能显著提高荧光粉的发光强度,且最优掺杂量为x=0.20。     

锌-稀土矩形纳米簇的构筑及近红外发光性能

本文设计了一个新型含苯-甲基-苯骨架的席夫碱配体,构筑了两个具有矩形结构的锌-稀土纳米簇[Ln₂Zn₂L₂(OAc)₆] (Ln = Yb (1)和Er (2))。该席夫碱配体以“伸展型”配位模式与稀土离子进行配位,使这些锌-稀土纳米簇表现出较大的分子尺寸结构(0.7 nm × 1.1 nm × 2.2 nm)。荧光性质研究表明,由Zn/L组成的发色基团能有效敏化1和2中Yb³⁺和Er³⁺离子的近红外发光。通过对荧光量子产率及寿命进行分析发现,Zn/L对Yb³⁺离子的传能效率要高于Er³⁺离子。     

稀土-二苯甲酰甲烷、邻菲咯啉固态配合物及其掺杂硅胶共发光效应的光声光谱研究

合成了Eu(Dbm)₃·Phen同核和Eu_0.8Ln_0.2(Dbm)₃·Phen(Ln:Er³⁺,Y³⁺)异核固体配合物微晶粉末及其掺杂的SiO2凝胶样品,在300～800nm范围内测定了其光声光谱.结果表明,配合物Eu_0.8Er_0.2(Dbm)₃·Phen,Eu(Dbm)₃·Phen和Eu_0.8Y_0.2(Dbm)₃·Phen配体吸收处的光声强度依次减弱;而Eu_0.8Y_0.2(Dbm)₃·Phen和Eu(Dbm)₃·Phen配合物掺杂的凝胶则情况相反.研究发现,光声强度与稀土配合物分子中能量传递过程相关,Er³⁺,Y³⁺离子的引入改变了三元配合物的弛豫过程,且配合物在粉末状态和凝胶状态的弛豫历程不尽相同.结合荧光光谱,从无辐射跃迁和辐射跃迁的角度分析了标题化合物在两种不同固体状态下的发光性质.