单个Ag@SiO_2立方体对NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)纳米颗粒上转换发光等离子体增强

采用化学还原法一步合成银纳米立方颗粒,并利用St?ber法制备了Ag@Si O_2纳米核壳结构,通过改变正硅酸乙酯(TEOS)加入量可调节Si O_2壳层厚度(7.5~33.0 nm)。样品吸收光谱表明,Ag@Si O_2纳米颗粒的偶极共振吸收峰相对于Ag纳米立方颗粒明显红移,但Si O_2壳层厚度对银纳米立方颗粒的共振吸收峰位影响不大。将Ag或Ag@Si O_2纳米颗粒掺入Na YF_4:Er~(3+),Yb~(3+)上转换纳米发光材料,通过微区荧光光谱研究了单个Ag或Ag@Si O_2纳米颗粒对周围Na YF_4:Er~(3+),Yb~(3+)上转换发光的等离子体增强。测得单个Ag@Si O_2纳米颗粒对红光和绿光上转换的增强因子分别为2.7和1.5,而单个Ag纳米颗粒只对绿光有增强。表明该纳米复合材料在太阳能电池及生物检测有着潜在的应用。     

一步法合成枝状NaGdF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)荧光材料及碳量子点

以稀土氯化物为前驱体、乙二醇为溶剂,采用一步水热法同时合成枝状形貌的上转换NaGdF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子和球形碳量子点。利用XRD、TEM、FT-IR和荧光光谱等分析手段对制备样品的结构、形貌和性能进行分析。结果表明,采用水热法制备的溶液经离心后下层固体为具有六方相和立方相混合结构的枝状NaGdF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子,该纳米粒子具有良好的荧光稳定性,其乙醇分散液放置7 d后,荧光性能未发生明显改变,仍具有良好的上转换发光性能。离心后的上层溶液在365 nm紫外光照射下发出较强的淡蓝色荧光。上层溶液干燥后所得固体经XRD及红外分析确定产物为碳量子点。TEM分析结果表明,该碳量子点的平均粒径为7. 46 nm,具有良好的分散性。     

上转换纳米棒NaGdF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)的合成、形貌调控及其荧光研究

水热法制备了高纯度六方相NaGdF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米颗粒,采用以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,通过X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),元素分析(mapping),荧光光谱学等手段对所制备的NaGdF_4纳米棒的结构与形貌进行表征,发现提高反应时间对粒子尺寸和形貌的影响不明显,表面活性剂的浓度对发光强度有明显影响,并着重研究粒子长径比和发光强弱关系的特点。结果表明:共掺杂NaGdF_4纳米颗粒在980 nm下可发射出475 nm蓝光,以及695 nm红光800 nm的强近红外光。且发现颗粒长径比越大,荧光强度越强,进一步探索了颗粒长径比调控的荧光增强机理。     

溶剂热法制备水溶性NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料

水溶性及单一晶相的NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料,具有良好的上转换发光性能和应用,一直受到人们的青睐。本论文以氯化钠、氟化铵、硝酸钇、硝酸镱和硝酸铒为原料,以乙二醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷铜为稳定剂,在反应釜中180℃下反应12 h,合成了α-NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米颗粒。采用X射线衍射、透射电子显微镜、荧光光谱仪对样品进行了表征。结果表明,制得的NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料为纯立方相,颗粒分散性良好,粒径在54 nm左右;在980 nm激光激发下,由于Er~(3+)离子的能级迁跃,发射出522 nm和540 nm的绿光和670 nm的红光。     

核壳结构的β-NaYF-_4︰Yb~(3+)/Er~(3+)@SiO_2的制备及荧光性能研究

以稀土氯化物、油酸、1-十八烯等为原料制备出了粒径分别为22 nm和75 nm上转换纳米粒子(UCNPs)β-NaYF_4︰Yb~(3+)/Er~(3+),并采用反相乳液法在上转换纳米粒子上包覆了一层二氧化硅得到了核壳结构的上转换纳米粒子(UCNPs@SiO_2)。使用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射法(DLS)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、荧光分光光度计对上述材料进行了表征。结果表明:合成出的两种粒径的UCNPs粒径分布均匀,且都是六方相的结构。UCNPs@SiO_2表面的二氧化硅壳层厚薄均匀。UCNPs@SiO_2保持了上转换发光性能并在极性溶剂(如水,乙醇)中表现出良好的分散性。     

LaPO_4∶Ce~(3+),Tb~(3+)荧光屏的制备及表征

采用重力沉积法在石英基片上涂敷LaPO4∶Ce3+,Tb3+荧光粉制备了LaPO4∶Ce3+,Tb3+荧光屏。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计对荧光屏进行表征,研究了黏结剂、电解质、荧光粉的用量对荧光屏性能的影响。结果表明:调整黏结剂、电解质的用量可制备荧光粉和基片结合良好的荧光屏,荧光屏的主晶相仍为LaPO4。SEM分析表明荧光涂层致密、均匀,厚度约为40μm。荧光光谱分析表明,在200~300nm紫外光激发下可发射主发射峰为543nm的绿色荧光。随黏结剂用量的增加,发光强度先增大后减小,性能最佳的黏结剂体积浓度为3%;随电解质用量的增加,发射光强度先增高后降低,当其质量分数为0.01%时,发光强度最大;随着荧光粉用量的增加,透过荧光屏的发射光强度降低。     

Tb~(3+)/Yb~(3+)共掺α-NaYF_4单晶近红外到可见光的合作上转换发光（英文）

用980 nm的近红外激光泵浦Bridgman方法生长的Tb~(3+)/Yb~(3+)共掺的α-NaYF_4单晶,研究了其上转换荧光以及荧光强度与泵浦功率的关系。结果表明:2个或者3个激发态的Yb~(3+)离子传递能量给1个Tb~(3+)离子并引发了双光子或三光子上转换。高效的三光子上转换的381、414、435和462 nm光和双光子上转换的481、541、587、651、659和668 nm光分别产生于Tb~(3+)离子的~5D_3→~7F_J(J=6,5,4,3)和~5D_4→~7F_J(J=6,5,4,3,2,1)辐射跃迁。现有实验下,当Tb~(3+)的掺杂量为0.52%(摩尔分数)时,Yb~(3+)的最佳掺杂量为7.98%,并可以进一步增加。以上结果表明了Tb~(3+)/Yb~(3+)共掺的α-NaYF_4单晶在上转换绿光固体激光材料方面的潜在应用。     

SrWO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)荧光粉的发光性质及能量传递

合成了SrWO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)两个系列荧光发光粉,其XRD衍射测试结果表明,合成材料结构均为体心四方晶系。颗粒的形貌为类球形,分散性很好,平均晶粒尺寸在3μm左右。荧光光谱检测表明,在223nm激发下,Sr_(0.9)WO_4∶0.05 Gd~(3+),0.05Tb~(3+)荧光粉最强发射峰位于549nm处,属于Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5的跃迁,在该体系中存在Gd~(3+)→Tb~(3+)的能量传递,使得该荧光粉的发光强度随着Gd~(3+)掺杂浓度的增加而增大。     

高温热解法制备NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米晶及其发光性质研究

稀土离子掺杂的上转换纳米材料由于其独特的光学性质被广泛应用于生物技术领域。采用高温热解法制备了NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光纳米晶,通过控制反应温度和反应时间来调节纳米粒子的尺寸和形貌,研究了反应条件对晶型和发光强度的影响。分别使用红外光谱仪(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱(FL)对纳米晶的表面性能、晶型、形貌及发光性质进行了检测。结果表明,随着反应时间的延长,六方相β-NaYF4纳米晶体逐渐形成,立方相α-NaYF_4纳米晶体逐渐消失,纳米晶的发光强度呈现先增强后减弱的趋势。升高温度有利于纳米晶实现从α相到β相的转变,发光强度增加。在反应温度280℃、反应1h条件下,可以形成表面光滑,尺寸均匀的六方相β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶。纳米晶经尾静脉注射荷瘤小鼠,发现纳米晶对小鼠无明显毒性,12h后在小鼠肿瘤部位可见发光现象。     

水热合成NaYF_4:Tb~(3+)/Ce~(3+)或Bi~(3+)体系中Ce~(3+)和Bi~(3+)对Tb~(3+)离子发光的增强作用

利用水热法合成六方相NaYF4:Tb3+/Ce3+或Bi3+体系,用X射线粉末衍射仪以及荧光分光光度计对所合成样品的物相结构以及荧光性能进行表征。在紫外光激发下,Ce3+能有效吸收紫外光并传递给Tb3+离子,Tb3+离子的绿色发光得到增强,Bi3+离子对Tb3+离子的荧光性能也有一定的敏化作用。水热合成NaYF4:Tb3+/Ce3+或Bi3+体系中Ce3+和Bi3+对Tb3+离子的荧光性能具有增强作用。     

煅烧温度对白色发光材料Y_2O_2S:Tb~(3+),Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+)发光性能的影响

采用溶胶-疑胶法及后续硫化过程制备了Y_2O_2S:(Tb~(3+),Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+))白色长余辉发光材料,研究了煅烧温度对样品的物相、发射光谱、余辉衰减等性能的影响。结果表明:在不同煅烧温度下样品的物相均为纯Y_2O_2S相。用262 nm波长光激发样品,不同煅烧温度下制备的样品中Tb~(3+)和Eu~(3+)发射峰的位置与形状基本相同,其中位于416 nm处蓝光与544 nm处黄绿光的主发射峰归属于Tb~(3+)的~5D_3→~7F_5与~5D_4→~7F_5跃迁,位于626 nm处红光的主发射峰归属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,混合产生白光。在烧结温度为1200℃下制备的样品有最佳的色度坐标值(0.295,0.300)和余辉时间值1051s(≥1 mcd/m~2)。     

绿色荧光粉Ca_9Al(PO_4)_7:Tb~(3+),Ce~(3+)的发光特性

采用固相法合成Ca9Al(PO4)7:Tb3+,Ce3+绿色荧光粉,研究了材料的发光性质。结果表明,以377 nm近紫外光作为激发源时,Ca9Al(PO4)7:Tb3+呈现出多峰特征,主峰位于491、545、589和623 nm,分别对应Tb3+的5D4→7F6,5D4→7F5,5D4→7F4和5D4→7F3跃迁发射,其中545 nm发射峰最强,从而材料整体发射绿光;监测545 nm发射峰,对应的激发光谱为多峰特征,覆盖300~390 nm;增大Tb3+的掺杂量,发现Ca9Al(PO4)7:Tb3+的发射强度逐渐增大,在实验范围内,并未出现浓度猝灭现象;通过添加A+(A=Li、Na和K)以及敏化剂Ce3+,有效增强了Tb3+在Ca9Al(PO4)7中的发射强度。测量了不同Tb3+掺杂量下材料的色坐标,发现Ca9Al(PO4)7:Tb3+的色坐标基本不变,位于绿色区域。     

β-NaYF_4:(Yb~(3+)/Er~(3+))/g-C_3N_4可见-近红外光催化材料的性能研究

分别以水热法和煅烧法制备出上转换发光材料β-NaYF_4:(Yb~(3+)/Er~(3+))和光催化材料石墨相氮化碳(g-C_3N_4),并将两种材料经研磨法复合。采用了X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对复合粉体的结构、形貌和发射光谱进行表征;考察复合比例对粉体可见光和近红外光光催化性的影响。结果表明,复合粉体具有较好的可见光催化效果,且随着gC_3N_4含量的增加而提高。β-NaYF_4:(Yb~(3+)/Er~(3+))/g-C_3N_4复合粉体在980 nm激光的激发下具有近红外光诱导光催化性能,可以拓宽太阳能光谱的利用。     

DPA螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点的光学特性

通过水相合成法快速且低成本地合成了荧光量子产率高、粒径均匀、光稳定良好的吡啶二羧酸(DPA)螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点。并且通过紫外分光光度计、荧光分光光度计和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征。本课题研究了[Tb~(3+)]/[DPA]比例、反应温度、反应转速对DPA与Tb~(3+)的螯合后光学性质的影响。结果表明:当[Tb~(3+)]/[DPA]=10∶1、t=60℃、反应转速为400 r/min时,得到了DPA激发Tb~(3+)的最佳条件,将此条件运用到制备DPA螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点中,制成的DPA-CdSe:Tb~(3+)量子点的最大吸收峰在400 nm处,它的荧光发射峰在560 nm处,相比较于未经修饰的CdSe量子点,荧光发射峰向右偏移了10 nm,荧光强度得到了增强且量子点比较稳定,合成的吡啶二羧酸(DPA)螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点荧光强度较强、稳定性好、量子产率高。     

超声波辅助合成YOF:Tb~(3+)荧光粉及其荧光性能

以Tb4O7与Y2O3为主要原料,用超声波辅助合成前驱体,经高温煅烧后合成了稀土YOF:Tb3+绿色荧光粉。采用XRD、SEM和荧光分光光度计对样品的结构、形貌和荧光性能进行分析。样品XRD表明,产物为四方晶系YOF:Tb3+,结晶度较好。SEM表明合成的荧光粉为100mm~200nm左右的纳米颗粒。荧光分析显示,荧光粉的荧光性能受前驱体辅助合成方式及Tb3+掺杂浓度等各种因素影响。在230nm的紫外光激发下,40℃的低温超声波辅助下合成的前驱体经过煅烧后制得的荧光粉荧光性效果好。当Tb3+的摩尔掺杂浓度大于5%时,出现浓度淬灭现象。     

超细MgAl_(11)O_(19):Tb~(3+),Ce~(3+)的制备研究

以草酸盐共沉淀法制备前驱体,微波热合成法制备超细掺铽铝酸盐绿色荧光粉,研究了影响粒度和发光强度的因素。用荧光分光光度计检测了不同条件下制备的MgAl11O19:Tb3+0.33,Ce3+0.67的激发光谱和发射光谱,进行了粒度分布和X衍射分析。结果表明:在pH=4时,用草酸盐共沉淀法制备的产品结晶较好,晶形发育较完好,产物色白,最小平均粒径为0.3μm,物相组成单一,其发光强度达到市售荧光粉强度的95%。     

近紫外光激发的颜色可调Sr_2SiO_4:Gd~(3+),Tb~(3+),Eu~(3+)荧光粉的制备及其发光性能研究

采用液相沉淀法制备了近紫外光激发的颜色可调Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Tb~(3+)、Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Eu~(3+)和Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)荧光粉,利用XRD、SEM、荧光光谱以及色坐标分析研究了所制备荧光粉的结构、形貌和发光性能。XRD分析表明,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Tb~(3+)、Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Eu~(3+)和Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)荧光粉样品属单斜晶系。荧光光谱分析表明,Sr_2SiO_4:Gd~(3+),Tb~(3+),Eu~(3+)的激发光谱包括200~300nm的宽带吸收峰和Tb~(3+)、Eu~(3+)的系列吸收峰。在243nm、354nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Tb~(3+)的发射光谱由Tb~(3+)的~5D_4→~7F6(490nm,蓝绿光)、~5D_4→~7F_5(548nm,绿光)和~5D_4→~7F4(588nm,黄光)跃迁发射峰组成。在243nm、364nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Eu~(3+)的发射光谱由Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1(591nm,橙光)、~5D_0→~7F2(614nm,红光)、~5D_0→~7F_3(652nm,红光)跃迁发射峰组成。在243nm、252nm、364nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)的发射光谱由Tb~(3+)的~5D_4→~7F_6(490nm,蓝绿光)、~5D_4→~7F_5 (548nm,绿光)、~5D_4→~7F_4(588nm,黄光)和Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1(591nm,橙光)、~5D_0→~7F_2(614nm,红光)、~5D_0→~7F_3(652nm,红光)跃迁发射峰组成。色坐标分析表明,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)是很好的近紫外光激发的三色发光荧光粉。     

稀土离子(Gd~(3+),Ce~(3+)/Ce~(4+),Eu~(3+))对Tb~(3+)掺杂硅酸盐玻璃发光性能的影响

研究了(Gd3+,Ce3+/Ce4+,Eu3+)对Tb3+掺杂硅酸盐玻璃发光性能的影响.结果表明:Tb3+掺杂硅酸盐玻璃可以发出弱蓝光(400～460 mm)和较强的绿光(480～600mm).Gd3+对Tb3+的发光起敏化作用,可提高TB3+掺杂硅酸盐玻璃的发光强度.在空气中熔制的玻璃中Ce3+和Ce4+同时存在,Ce3+对Tb3+发光起敏化作用;而Ce4+对Tb3+发光起淬灭作用.由于Ce4+比例比较高,CeO2加入导致TB3+发光强度降低,同时也缩短了Tb3+发光余辉.加入Eu2O3时,Eu3+自身发光分散了激发Tb3+发光的能量,使Tb3+的特征发射强度降低.     

溶剂热法制备NaBiF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)及掺杂Rb~+离子增强其上转换荧光

采用溶剂热法合成了Na Bi F_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换发光纳米材料,讨论了在溶剂热阶段反应温度、反应时间对Na Bi F_4:Yb~(3+)/Er~(3+)物相组成、形貌及发光性能的影响。结果表明:在反应阶段,适当增加反应温度、延长反应时间,可以增强Na Bi F_4:Yb~(3+)/Er~(3+)的结晶度,进而提高上转换发光效率,但溶剂热阶段反应温度高于220℃时,容易生成金属铋。此外,通过Rb~+离子掺杂可进一步增强Na Bi F_4:Yb~(3+)/Er~(3+)的上转换发光强度。Rb~+掺杂量为5%(摩尔分数)时,绿光和红光分别增加至原来的1.73和1.5倍。最后基于荧光强度比(I_(FIR))技术,研究了样品在300～500 K温度范围的I_(FIR)变化曲线,结果表明:Na Bi F_4:Yb~(3+)/Er~(3+)样品在温度传感领域有潜在应用价值。     

CePO_4:Tb~(3+)荧光粉的结构和发光性能研究

采用共沉淀-高温固相法制备CePO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉,通过XRD以及荧光光谱对制备荧光粉的结构和发光性能进行了测试和分析,并探究了pH值对CePO_4:Tb~(3+)荧光粉发光性能的影响。结果表明:在283nm激发下, pH=1条件下制备的荧光粉在544nm处出现属于Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5跃迁的强烈绿光。