溶剂热法制备K2GdF5:Yb3+/Er3+的上转换发光性能研究

以油酸,正己醇为溶剂体系,采用溶剂热法制备出Yb³⁺/Er³⁺共掺杂的K₂GdF₅上转换发光材料。通过改变KF的投料比确定合成纯相K₂GdF₅时最佳的比例。借助X-射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪(F-4600)对样品的结构,形貌和发光性能进行测试。结果表明当KF投料比为6 mmol时合成形貌均匀,单分散性良好,结晶性较好的正交相K₂GdF₅,并具有最强的上转换发光性能。其在生物成像和防伪领域具有潜在的应用价值。     

稀土掺杂发光纳米材料的合成与性能优化

综述了近年来用于合成稀土掺杂上转换发光纳米材料的方法,概述了优化和操纵上转换发光特性的多种策略,总结了稀土掺杂上转换发光纳米材料的挑战和未来前景。     

溶剂热法制备Ca0.65La0.35F2.35:Yb3+/Er3+及其发光性能的研究

以油酸,辛醇和乙二醇作为溶剂体系,采用溶剂热法合成出Yb/Er共掺杂的Ca_0.65La_0.35F_2.35上转换纳米颗粒。通过改变前驱体Yb³⁺浓度制备样品,并借助使用X-射线衍射仪(XRD)、荧光光谱仪和扫描电镜(SEM)对颗粒进行表征,结果表明,当Yb³⁺离子浓度为20%时,得到红光发射较强的立方相的Ca_0.65La_0.35F_2.35,样品形貌较均匀,尺寸小。因此在生物成像、检测等领域具有潜在的应用价值。     

稀土掺杂上转换纳米材料在农药残留检测中的应用

随着农药应用的日益广泛,农药残留对人群健康和环境污染带来的潜在危害日益凸显出来。由于农药残留具有残留量低,样品基底成分复杂等特点,因此,构建对农药残留进行灵敏、准确、稳定、简便、快速的微量甚至痕量检测方法已成为一个热点研究领域。稀土掺杂上转换纳米材料(REEs-UCNPs)作为一种非常重要的具备反斯托克斯发光的稀土发光材料,化学稳定性和光稳定性好,具有发射峰窄、毒性低、量子产率高等显著优势。近些年来,用REEs-UCNPs作为荧光探针在分析检测领域备受关注。重点综述了基于REEs-UCNPs的免疫分析法和荧光分析法对农药残留进行检测的研究进展。以期为后续建立和发展灵敏、简单、快速以及低成本的农药残留检测方法提供思路,从而为人类健康、农业生产以及生态文明建设保驾护航。     

Nd3+掺杂的β-NaYbF4的制备及其协作敏化上转换研究

采用共沉淀法制备了β-NaYbF4以及Nd3+掺杂的β-NaYbF4上转换材料并研究了其上转换发光特性。通过X射线衍射仪、扫描电镜和荧光光谱测量与分析了样品结构和光致发光性质。在980nm激光激发下Nd3+掺杂的β-NaYbF4发射出紫外、可见和红外光上转换光。Yb3+-Yb3+离子对协作上转换同时敏化了Nd3+离子。     

稀土掺杂上转换纳米材料在近红外光电探测器中的应用

近红外(NIR)光电检测技术的应用非常广泛,如日常生活中的生物热成像仪、生物追踪、运动手表等,以及军事国防中的无人机、导弹制导、生产自动化等领域均扮演着重要的角色,具有波长选择性的NIR PDs在红外成像、环境监测、医疗检测、光通信等领域有着广阔的应用前景,开发易于集成、高灵敏度、低泵浦阈值的NIR I–II区的多波段选择性PDs,对加密通信生物分析等领域的发展具有重要意义。目前,波长选择性光电探测技术的应用,侧重于集成多个不同带隙,且对NIR有不同的光响应能力的半导体材料,但这不仅增加了器件的制备成本和设计上的复杂性,又严重影响其稳定性。稀土离子(RE³⁺)掺杂上转换纳米晶(UCNCs)具有大Stokes/反Stokes位移以及优异的光稳定性,吸收NIR光子后将其转化为UV/Vis光子,被窄带隙半导体材料吸收。UCNCs因为具有窄带NIR波长选择性吸收特性等优点,被视为一种优异的光敏材料,为开发新一代的波长选择性PDs提供了解决方案。研究表明：UCNCs的光电检测中,UCNCs与钙钛矿、石墨烯、MoS₂的结合可以使PDs展现出更好的光响应能...     

稀土上转换发光纳米材料的研究进展

综述了水热合成、三氟乙酸稀土盐热分解和液相共沉淀法制备疏水稀土上转换发光纳米材料(UCNPs)的最新进展;随后介绍了5种将疏水UCNPs转化成生物兼容的UCNPs的表面修饰方法;最后介绍了笔者课题组在UCNPs生物应用方面的研究进展,主要包括DNA纳米传感器、生物成像和生物系统发电.     

Yb3+和Er3+共掺杂的NaY（WO4）2纳米晶的制备与发光性能

采用水热法制备出NaY(WO4):Yb3+,Er3+纳米发光粉。通过X射线衍射、扫描电子显微镜表征了制备的发光粉样品;研究了不同Yb/Er摩尔比对发光强度的影响。结果表明:Yb3+和Er3+共掺杂的NaY(WO4)2属于四方晶系,其粒径在30 nm左右,且分散均匀。当Yb/Er摩尔比为4:1时,NaY(WO4):Yb3+,Er3+发光粉样品的发射峰强度达到了最大值。用980nm激光对其进行激发,在室温下观察到了410、524、553和656nm的发射峰,分别对应于2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁。根据激发功率与发光强度的关系得出410、524、553和656 nm发射峰均为双光子过程。     

稀土掺杂比例对上转换发光粉的性能影响

采用水热法制备不同反应条件下GdF₃∶Er³⁺,Yb³⁺上转换发光粉。通过XRD、SEM和上转换发射光谱对样品进行了表征。XRD研究结果表明：不同掺杂比例的稀土离子在同等条件下对GdF₃晶相发育、晶粒尺寸有较大影响。SEM研究结果说明：同等反应条件下改变掺杂离子比例对晶体粒径尺寸有一定影响。上转换发射光谱结果表明：稀土离子掺杂比例不同,红光与绿光强度比相反,发光强度受到较大影响。     

稀土Y3+掺杂TiO2光催化降解染料废水的研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土Y3+掺杂TiO2,对其进行了XRD分析,以刚果红溶液为目标降解物研究了稀土Y3+掺杂TiO2的光催化性能。结果表明:同等实验条件下Y3+掺杂TiO2比纯TiO2的降解效果好。当稀土Y3+的掺杂量n(Y3+)∶n(TiO2)=0.5%(摩尔比)、焙烧温度600℃、刚果红溶液初始浓度20 mg/L、pH=3、催化剂用量为1.5 g/L时,其光催化性能最佳。反应1 h的降解率可达98.55%。     

不同比例的水和油酸对NaGdF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换发光纳米粒子性质的影响

文章以稀土醋酸盐为原料,采用两种体积比的水和油酸(OA)作为溶剂和表面修饰剂,水热法合成了Na Gd F4:Yb3+/Er3+纳米粒子。实验结果表明:合成的Na Gd F4:Yb3+/Er3+纳米粒子主要为六方相的β-Na Gd F4,具有较好的结晶性,明显的棒状形貌并且展现出强的绿光和红光。当溶剂中水的比例逐渐增大时,纳米粒子的粒径逐渐增大,红光荧光强度基本上未改变,但是绿光荧光强度逐渐减弱。     

Li2SrSiO4:Eu2+,Tb3+中Eu2+和Tb3+的发光特性和能量传递

用高温固相法在N2/H2=95/5(v/v)还原气氛下合成了Li2SrSiO4:Eu2+,Tb3+荧光粉发光材料,通过荧光光谱研究其发光特性,并从理论上探讨了Eu2+与Tb3+之间的能量转移类型。结果表明:该发光材料主发射峰值550nm,与Eu2+在4f7-4f65d1产生跃迁有关;通过掺杂,共存于Li2SrSiO4基质中的Tb3+通过电多级相互作用将能量传递给Eu2+;在500~650nm范围内对Eu2+具有很强的敏化作用,使其在主发射峰550nm的发射强度显著增强;当名义化学组成为Li2Sr0.995SiO4:0.005Eu2+,0.010Tb3+时,发光强度为最佳。     

GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+发光粉的可控合成与发光性质

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助水热法合成了GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+发光粉。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。XRD分析表明:GdF3晶相到NaGdF4晶相的转换可以通过改变初始溶液pH值、PVP加入量和NaF与稀土离子(Gd3+和Eu3+)摩尔配比等合成条件实现。NaGdF4∶Eu3+发光粉的形貌受合成条件的影响。荧光光谱研究表明:GdF3∶Eu3+发光粉主发射峰位于593nm处,来自于Eu3+的5 D0→7 F1磁偶极跃迁;NaGdF4∶Eu3+发光粉主发射峰位于616nm,来自于Eu3+的5 D0→7 F2电偶极跃迁。2个样品中Gd3+与Eu3+离子之间存在较好的能量传递,而NaGdF4晶格更有利于2种离子的能量传递。     

镧系掺杂上转换发光纳米材料的研究进展

上转换发光纳米材料在生物分析和医学成像中具有优异的应用前景。对上转换过程的研究正迅速发展为光化学、生物物理学、固体物理学和材料学的交叉领域。与有机荧光染料和量子点相比,镧系掺杂纳米晶体在生物荧光标记方面具有更少的限制条件。概述了镧系掺杂纳米晶体的结构和上转换发光机理,综述了镧系掺杂上转换发光纳米材料的合成、发光颜色调控方法及其生物分析应用方面的研究进展。     

La2O2S∶Yb,Er的制备及其上转换发光性能

采用共沉淀法制备了氧化物La2O3∶Yb,Er,高温硫熔法煅烧后得到硫氧化物La2O2S∶Yb,Er颗粒,采用XRD和SEM对其晶体结构和微观形貌进行表征,利用荧光光谱仪测试其上转换发光性能.结果表明,共沉淀温度40℃、草酸过量5%、草酸浓度2.34%、pH值5.53～6.45、热处理温度800℃时可得理想La2O3∶...     

NaYF4:Yb/Tm上转换荧光材料的制备及发光性质研究

文章采用水热法制备了PEI修饰的上转换荧光纳米晶NaYF4:Yb/Tm。XRD和TEM测试表明,产物具有良好的结晶性,其形貌为球状,平均粒径为20 nm。在980 nm光源激发下,随着Tm或Yb掺杂浓度的增大,纳米晶的上转换发光强度逐渐减弱。从能级跃迁的角度分析发现,纳米晶在不同Yb/Tm掺杂量的上转换发光性质变化主要受浓度猝灭和Tm的1D2和1G4能级布居两方面影响。     

Yb3+/Tm3+∶KLa（MoO4）2激光晶体的生长与光谱特性研究

采用顶部籽晶提拉法生长出了Yb3+/Tm3+∶KLa(MoO4)2双掺杂激光晶体,单晶体尺寸达到15 mm×27mm。测试并分析了室温下的吸收光谱,计算出了各跃迁能级对应的吸收截面。利用J-O理论计算出了Yb3+/Tm3+∶KLa(MoO4)2中Tm3+掺杂离子的J-O强度参数。     

(CaY)F2:20%Yb3+/2%Er3+@(CaY)F2纳米颗粒热分解法制备及上转换发光性能的研究

采用热分解法以油酸(OA),十八烯(ODE)为反应溶剂,制备了(CaY)F₂:20%Yb³⁺/2%Er³⁺@(CaY)F₂上转换发光纳米颗粒。通过改变壳层的浓度为0.4 mmol-0.7 mmol时获得了核壳纳米颗粒。通过X-射线粉末衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)以及荧光光谱仪对样品进行测试。XRD测试结果表明：制备出纯相的纳米颗粒,包覆核壳后,核壳纳米颗粒结晶度良好。TEM测试结果表明：样品分散性良好,有较为明显的核壳结构,尺寸均一,尺寸约为14 nm左右。荧光测试结果表明：在980 nm近红外光的激发下,当核壳的浓度为0.5mmol时其发光最强,为黄绿光。该样品在在生物成像和光动力治疗等方面有潜在的应用前景。     

稀土离子掺杂Ba0.65Zr0.35F2.70上转换纳米晶的制备与表征

采用水热法,以EDTA为络合剂制备了Ba0.65Zr0.35F2.70:Er3+,Yb3上转换纳米晶.采用XRD、TEM对样品进行物相、结构和形貌分析,确定了样品纳米晶的粒径尺寸,其粒径在20～ 40 nm之间.当Yb3:Er3+物质的量比为4:1时,上转换发光强度最强.根据泵浦功率与发光强度的关系曲线确定了523 nm、546 nm、650 nm的发射峰均属于双光子过程.     

稀土掺杂量子剪裁和上转换发光材料的制备及应用进展

稀土元素特殊的电子构型,使其具有优异的光性能,成为新的发光材料的宝库。在照明显示、分析检测等领域,稀土发光材料近年来已经得到了广泛的应用。而且也有多种不同的稀土发光材料问世,如稀土长余辉发光材料和稀土配合物发光材料等。重点介绍了两种新型的稀土发光材料:拥有高效下转换发光效率的稀土掺杂"量子剪裁"发光材料和在生物医学领域有着巨大潜力的稀土掺杂"上转换"发光纳米晶体。对两种发光材料的发光机理进行了描述,并重点展示了两种材料的制备和应用进展。