Ag@SiO2@Y2O3:RE3+（RE=Eu,Tb）核壳结构发光材料的制备与性能

采用均相沉淀法制备了Ag@SiO2@(Y,RE)(OH)CO3.H2O(RE=Eu,Tb)核壳结构微球,经过700℃焙烧后成功制备出Ag@SiO2@Y2O3:RE3+(RE=Eu,Tb)核壳结构发光材料。XRD谱图表明Ag核具有结晶良好的面心立方结构;SiO2层为无定型;Y2O3层为立方晶系。FTIR谱图表明核壳之间以化学键相结合。TEM照片表明合成了核壳结构的表面光滑的复合微球,分散良好,大小均匀,Ag核的粒径分布为50±20 nm;SiO2层的厚度为20～30 nm;Y2O3:RE3+(RE=Eu,Tb)层厚度约为125 nm。电子衍射图像表明Ag@SiO2@Y2O3:RE3+(RE=Eu,Tb)为多晶结构。UV-Vis光谱表明表面包覆使Ag离子的等离子体共振吸收峰发生了红移。荧光光谱表明Ag@SiO2@Y2O3:Eu3+具有Eu3+的特征红光发射,Ag@SiO2@Y2O3:Tb3+具有Tb3+的特征绿光发射,但是发光强度均比纯的Y2O3:RE3+有所减弱,说明贵金属的引入对稀土Y2O3:RE3+(RE=Eu,Tb)的发光起到了荧光猝灭的作用。     

Ag@YF3:Eu3+核壳结构纳米材料的制备与性能研究

采用乙二醇法制备了单质Ag纳米粒子,并通过直接沉淀法合成了均匀球形的Ag@YF3∶Eu3+核壳结构复合纳米发光粒子,对产物的结构和性能进行了表征。XRD分析表明:Ag表面包覆上了结晶良好的正交晶系的YF3∶Eu3+。TEM照片表明:所得的纳米复合粒子具有明显的核壳结构和均匀的球形,中间Ag粒子的尺寸在80~100 nm之间,Ag@YF3∶Eu3+的粒径尺寸约为150~180 nm,表面粗糙且包覆完全。电子衍射表明复合样品为多晶。荧光光谱表明:该纳米复合粒子具有良好的发光性,以593 nm附近的5D0→7F1磁偶极跃迁为最强发射峰,但是比纯的YF3∶Eu3+的发光强度要弱,其荧光寿命有所增强,这表明Ag纳米粒子对外层的YF3∶Eu3+的发光有猝灭作用。     

Gd2O3:Eu@mSiO2核壳双功能纳米棒的制备及性质

通过水热法和正硅酸乙酯水解法制备了一种新颖的Gd2O3:Eu@mSiO2核壳双功能(荧光和介孔)纳米棒。用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等多种测试手段对样品的形貌、物相结构进行分析表征。结果表明,该核壳结构纳米材料以Gd2O3:Eu纳米棒(长~400 nm,直径~100 nm)为核,介孔SiO2为壳,尺寸均匀,分散性良好。荧光光谱表明,在紫外光激发下,核壳纳米棒发射强烈的橙红色荧光。同时该核壳纳米棒能成功标记NCI-H460肺癌细胞。以布洛芬(IBU)为药物模型研究核壳纳米棒的药物负载和释放行为,结果表明,Gd2O3:Eu@mSiO2核壳纳米棒对IBU的负载量可达10.25%,而且其具有明显的缓释效果。IBU负载的样品(IBU-Gd2O3:Eu3+@mSiO2)在紫外光照射下仍呈现Eu3+的橙红色发光,且Eu3+在载药系统中的发光强度随IBU释放量的变化而变化,因此通过发光强度的变化可以跟踪和监测药物及其释放情况。     

水热法制备多层核壳结构Gd2O3∶Eu3+空心微球

以稀土硝酸盐-葡萄糖的混合溶液作为前驱体,采用一步水热法和随后的热处理得到了多层核壳结构Gd₂O₃∶Eu³⁺空心微球,并用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X-射线能量色散光谱(EDS)和荧光光谱等测试手段对所得样品进行了表征。结果表明：所得空心球样品为纯的立方相的Gd₂O₃。具有规则的多层核壳空心结构,空心球的直径在2~3 μm左右,壁厚约为100 nm,并且Gd₂O₃∶Eu³⁺空心球是由尺寸约为30 nm的球形纳米颗粒自组装而成。样品中含有Gd、Eu、O元素。该空心球样品具有强的Eu³⁺的特征红光发射以及长的荧光寿命,可以用来作为时间分辨荧光标记物。     

Gd2O3∶Eu3+纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3∶Eu3+纳米棒, 对其结构和荧光性质进行了表征, 并对其生长机理进行了初步讨论. XRD结果表明, 水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3, 经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3. TEM照片表明, 所得样品为直径60 nm、长度约600 nm的纳米棒. 荧光光谱表明, 在波长为254 nm 的紫外光激发下, Gd2O3∶Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射, 对应于Eu3+ 的5D0-7F2跃迁, 表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.     

稀土离子掺杂LaPO4纳米结构材料形貌、物相的调控及发光性能

利用水热合成技术,通过改变掺杂稀土离子的种类、掺杂浓度及添加剂的种类可实现LaPO4纳米结构材料形貌及物相的调控,同时还研究了合成材料的光致发光性能.结果表明:Ce3+离子掺杂浓度的增加可导致LaPO4纳米棒发生由单斜相向六方相的转变,而Tb3+离子掺杂浓度增加到相同的范围则不能够引起该相转变的发生;具有较小尺寸的LaPO4纳米棒易于"肩并肩"聚集形成纳米棒束;改变掺杂稀土离子的种类和浓度可调控纳米棒束的长度(150 nm～2.0μm),但对纳米棒束的直径影响不大(40～60 nm);添加剂的加入使纳米棒束更均一,对其相结构则基本没有影响;在紫外光激发下,单掺杂Ce3+或Tb3+离子的LaPO4纳米棒束分别表现出Ce3+或Tb3+离子的特征发射,由于Ce3+,Tb3+离子间存在有效的能量传递,Ce3+,Tb3+离子共掺杂的LaPO4纳米棒束表现出较强的Tb3+离子的绿光发射.     

LaPO4∶Eu3+—Fe3O4光-磁复合材料的合成与性能研究

采用2步水热法合成了LaPO4∶Eu3+-Fe3O4复合材料.在LaPO4∶Eu3+-Fe3O4复合材料中,LaPO4∶Eu3+为单斜晶相,呈纳米棒状,纳米棒的直径和长度分别为20~100nm和0.2~1μm;Fe3O4为正交晶相、呈20~30nm的颗粒状,Fe3O4粒子紧紧附着在LaPO4∶Eu3+纳米棒的表面;样品的磁性和发光性质研究表明所合成的LaPO4∶Eu3+—Fe3O4复合材料既具有发光性质又具有磁性.     

Gd2(CO3)3:Eu@SiO2@APTES 磁性-荧光双功能核壳微球的制备与性能

采用尿素均相沉淀法和Stöber法制备了氨基化SiO₂修饰Gd₂(CO₃)₃:Eu顺磁性-荧光双功能微球.用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、X-射线粉末衍射(XRD)等测试手段对微球的结构和颗粒特征进行了分析.结果表明:微球为核壳结构,其Gd₂(CO₃)₃:Eu核平均直径为150 nm左右,SiO₂壳层的厚度大约为30 nm,分散性良好.磁性测试显示微球拥有良好的顺磁性,荧光光谱表明,在396 nm紫外光激发下,微球在613 nm发射较强荧光,属于Eu³⁺的特征发射,同时微球能成功标记NCIH460肺癌细胞,MTT毒性测试表明该法制备的双功能微球在100~400 μg·mL^-1的浓度范围内无毒,表明其在生物应用方面的潜在应用价值.     

ZrO2∶Tb3+纳米晶的离子交换法制备及其发光特性

以强碱性阴离子交换树脂为交换介质,采用离子交换法制备了稀土Tb3+离子掺杂的ZrO2:Tb3+纳米晶.通过XRD,TG-DSC,TEM,HRTEM等手段分析了样品制备过程的物相变化及晶粒形貌,用荧光光度计研究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2 h,制备出近方型形貌,颗粒分散性好、尺寸约为40 nm的四方相ZrO2:Tb3+纳米晶.当焙烧温度升高到900℃以上时样品出现了少量单斜晶相,而经800℃焙烧处理的纯Zr02是以四方相和单斜相同时存在.说明稀土Tb3+离子的掺杂对ZrO2基质的四方晶相起到稳定作用.由ZrO2:Tb3+)的等角三维荧光光谱图显示Tb3+在ZrO2基质中的最佳激发波长为290 nm:在290 nm波长光的激发下观察到纳米ZrO2中Tb3+的发射峰位于491,545,582 nm分别对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F4能级跃迁,以491,545nm的发射峰最强,其中经800℃焙烧处理的样品其5D4→7F6跃迁发射与5D4→7F5跃迁发射强度几乎相同,说明该法制备的纳米ZrO2:Tb3+中5D4→7F6跃迁发射增强,使Tb3+发光的蓝色成分增加了.     

Er3+/Tm3+共掺镱基纳米晶上转换白光调控及应用

稀土掺杂上转换白光材料在固态照明、液晶显示器和信息防伪等领域具有重要应用前景。然而,以前的工作主要集中在惰性基质材料体系,难以大幅提升敏化剂掺杂浓度,大大限制了上转换白光发射强度。为解决这一问题,提出一种基于LiYbF₄@LiYF₄的核壳纳米结构设计,以敏化剂LiYbF₄基质为晶核并掺杂适当浓度的激活剂Er³⁺和Tm³⁺,成功实现980nm激发的上转换白光发射。进一步设计了LiYbF₄∶Er/Tm@LiYbF₄@LiYF₄∶Nd核壳壳结构,利用Nd³⁺吸收808nm激发光,实现了980和808nm双通道激发的上转换白光发射。将白光上转换纳米晶结合940nm近红外芯片封装成发光二极管(LED)器件,施加300mA电流激发出明亮的白光,展示了其在白光LED方面的应用潜力。     

GaN纳米棒的催化合成及其发光特性

使用稀土元素Tb作催化剂, 通过氨化溅射在Si(111)衬底上的Ga2O3/Tb薄膜, 成功制备出GaN纳米棒. X射线衍射测试显示, GaN纳米棒具有六方结构. 利用扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜观察分析得出, 纳米棒为单晶GaN, 纳米棒的直径为50-150 nm, 长度约10 μm. 光致发光谱在368.6 nm处有一强的紫外发光峰, 说明纳米棒具有良好的发光特性. 讨论了GaN纳米棒的生长机制.     

CePO4纳米线的热稳定性及光学性能

以铈盐和磷酸为前驱体, 经水热合成获得了高长径比的具有六方晶型和单斜晶型独居石结构的CePO4纳米线, 采用XRD、HRTEM、SEM和荧光光度计对其晶相组成、形貌及发光性能进行了表征. 结果表明, 六方晶型CePO4纳米线直径约为40 nm, 长度约为3 μm; 单斜晶型独居石结构CePO4纳米线直径约为50 nm, 长度可达10 μm, 产物均为高纯且结晶良好的CePO4晶体. 可通过控制水热反应时间达到控制CePO4纳米线晶型的目的. 随水热反应时间的延长, 磷酸铈纳米线从六方晶型转变为单斜晶型(独居石结构). 随煅烧温度的升高, 磷酸铈纳米线直径增大, 但经1000 ℃煅烧仍具有一维线性结构, 其热稳定性高. 磷酸铈纳米线在紫外光激发下具有可见光区蓝紫发射区, 但随煅烧温度的升高, 磷酸铈纳米线的发光强度明显降低.     

不同形貌ZnSe的制备及光电化学性能

采用水热法制备了ZnSe纳米棒和微球, 用XRD, TGA-DTA和SEM等技术对其进行了表征, 提出了解释ZnSe微球的形成新机理. 研究结果表明, 纳米棒直径为50~100 nm, 棒长约为200~300 nm, ZnSe微球直径为3~10 μm.; 纳米棒在反应温度为240 ℃时具有闪锌矿和纤维锌矿型混晶结构, 微球在反应温度为210 ℃时具有闪锌矿结构; 将ZnSe纳米棒和微球均匀地涂在导电玻璃的导电面上, 于380 ℃煅烧40 min后制成膜电极, 并进行了光电化学研究, 纳米棒膜结构电极最高单色光的光电转换效率(IPCE)可达到9.09%.     

Controllable synthesis and luminescent properties of three-dimensional nanostructured CaWO4:Tb3+ microspheres

Three-dimensional (3D) nanostructured CaWO(4):Tb(3+)microspheres assembled by submicrospindles were synthesized via a mild sonochemical route from an aqueous solution of CaCl(2), TbCl(3) and Na(2)WO(4) with the aid of surfactant Polyglycol 600 (PEG-600). The crystal structure and morphology of the as-prepared products were characterized by using X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Rietveld refinement was carried out on the XRD data. The results showed that the CaWO(4):Tb(3+)nanoparticles can be formed without ultrasonic irradiation or addition of PEG-600. With continuously increasing irradiation time the submicrospindles and microspheres could be self-assembled. The central diameter and length of the submicrospindles are around 190 and 500 nm, respectively. The 3D CaWO(4):Tb(3+)nanostructured microspheres with diameter of 2-4 μm were assembled by the submicrospindles. A possible formation mechanism for the 3D-structured CaWO(4):Tb(3+)microspheres was proposed. The Photoluminescent (PL) properties of Tb(3+) ions in the nanostructured CaWO(4) microspheres were studied. The energy transfer processes in CaWO(4):Tb(3+)microspheres were analyzed. The electric dipole-dipole energy transfers related to (5)D(3) level were studied by inspecting the fluorescence decay of (5)D(3) level. The energy transfer critical distance was estimated.     

Fe3O4@SiO2@YF3∶Eu3+磁-光双功能复合粒子的制备与性能

采用水热法合成了Fe3O4@SiO2@YF3∶Eu3+磁-光双功能复合粒子,对其结构和性能进行了表征。XRD分析表明:Fe3O4表面包覆上了结晶良好的正交晶系的YF3。TEM照片表明:复合粒子为球形,构成核的Fe3O4颗粒的尺寸在200～350 nm之间,Fe3O4@SiO2@YF3∶Eu3+核壳结构复合粒子的尺寸约为230～380 nm,与包覆前的Fe3O4相比较,包覆后,颗粒尺寸增大,并且YF3∶Eu3+是以棒状结构连接在Fe3O4球型颗粒的表面。磁性和荧光光谱分析表明:该复合颗粒同时具有良好的发光性和磁性,使其在生物医学领域具有潜在的应用。     

Li2SrSiO4:Ce3+,Tb3+荧光粉的发光特性及Ce3+→Tb3+的能量传递

用固相反应法合成了具有单相的Li2EuSiO4结构的Li2Sr1-x-ySiO4:xCe3+,yTb3+系列样品。荧光光谱研究表明,Li2SrSiO4:Ce3+发射很强的蓝光,最强的激发峰位于360 nm;而Li2SrSiO4:Tb3+发射很强的绿光,最强的激发激发峰位于243 nm,但在350～410 nm的激发非常微弱。在Ce3+,Tb3+共掺杂的样品Li2Sr0.99-ySiO4:0.01Ce3+,yTb3+中,观察到Ce3+对Tb3+的共振能量传递。由于Ce3+对Tb3+能量传递,Tb3+的激发光谱中出现360 nm附近的宽激发峰。控制Tb3+/Ce3+掺杂浓度比可以实现绿蓝双基色的调制。这种双基色的荧光粉有望在紫外激发的白光LED中获得应用。     

绿色荧光粉KNaCa2（PO4）2:Tb3+的制备及发光性能研究

采用高温固相法成功制备了KNaCa2(PO4)2:Tb3+绿色荧光粉,并研究了其发光性质。测量了其激发和发射光谱,样品发射峰位于418,440,492,545,586,622 nm,分别对应Tb3+的5 D3→7 F5,5 D3→7 F4,5 D4→7 F6,5 D4→7 F5,5 D4→7 F4,5 D4→7 F3能级跃迁,主发射峰位于545 nm。主激发峰位于350～390 nm之间,属于4f→4f电子跃迁吸收,与InGaN管芯匹配。确定了在KNaCa2(PO4)2基质中Tb3+浓度对其发光强度的影响及其自身浓度猝灭机制。研究了不同电荷补偿剂对KNaCa2(PO4)2:Tb3+材料发光的影响,其中Li+离子改善其发光强度最为明显。     

Mutifuntional GdPO4:Eu3+ hollow spheres: synthesis and magnetic and luminescent properties

Mondispersed submicrometer GdPO(4):Eu(3+) hollow spheres were synthesized via an effective one-pot hydrothermal process. These hollow spheres have the average diameter of 200 nm, and the shell thickness is about 20 nm. The surface of the spheres consists of a number of nanorods with diameters of about 10 nm and lengths of about 50-80 nm. Both magnetic and luminescent properties of the obtained Eu(3+)-doped GdPO(4) hollow spheres were investigated. The hysteresis plot (M-H) analysis result indicates their paramagnetic property. The fluorescence spectra demonstrate that they emit orange-red color light originated from the (5)D(0) → (7)F(J) transitions of the Eu(3+) ions. Therefore, the obtained GdPO(4) hollow spheres hold promise for encapsulate drugs with controlled release. Moreover, the GdPO(4):Eu(3+) hollow spheres are attributes for bimodal magnetic resonance imaging (MRI)/optical bioimaging labeling.     

Ag-catalyzed Synthesis of Tb(BO2)3 Nanorods

Well-crystallized with excellent luminescent properties, Tb(BO₂)₃ nanorods were first suc-cessfully synthesized by a simple solid-state method with Ag as catalyst. The result of X-ray diffraction showed that the Tb(BO₂)₃ nanorods could be well-crystallized at 700 oC. As-prepared straight nanorods of Tb(BO₂)₃ had the typical diameters in the range of 100-200 nm, the thickness of 30-50 nm and the lengths up to 3 μm by transmission elec-tron microscopy and the corresponding selected area electron diffraction indicated that the nanorod calcined at 700 oC was single-crystalline. Based on the fact that Ag nanoparti-cles attached to the tips and middles of the Tb(BO₂)₃ nanorods, a growth model of the Tb(BO₂)₃ nanorods was proposed. Photoluminescence spectra under excitation at 369 nm showed that these Tb(BO₂)₃ phosphors had a green emission at 546 nm, which is ascribed to ⁵D₄→⁷F₅ transition. The effect of calcining temperature on the structures, morphologies, and luminescent properties of Tb(BO₂)₃ phosphors were studied.