导读:本文包含了上转换纳米发光材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:稀土,上转换发光,纳米材料
上转换纳米发光材料论文文献综述
郭春芳[1]（2019）在《稀土掺杂上转换发光纳米材料的研究进展》一文中研究指出简要介绍了稀土掺杂上转换发光材料的研究进展。概述了稀土掺杂上转换发光纳米材料在制备和发光性能方面的改善性研究,以及在多色发光、白光材料、生物环境检测、光动力学治疗、太阳能电池、多功能纳米探针和医学成像等方面的最新成果。阐述了核壳型上转换纳米材料的最新研究动态。最后,展望了稀土掺杂上转换发光纳米材料的市场前景,总结性地评述了上转换纳米材料在研究和改性过程中依然存在的问题和不足。(本文来源于《广东石油化工学院学报》期刊2019年04期）
强琴平[2]（2019）在《叁种典型稀土离子掺杂微/纳米氟化物上转换发光材料的制备与发光性质研究》一文中研究指出镧系元素掺杂的上转换发光材料是一种可以将低能量的近红外光转化为高能量的紫外或可见光的无机晶体材料。由于其独特的光学性质,在3D显示技术、温度传感器、上转换(UC)激光器、生物医学成像等领域有潜在的应用,而引起了广泛关注。然而,较低的上转换发光效率限制了这些材料在诸多领域的应用。与氧化物基体系相比,氟化物具有低声子能量,从而降低稀土离子激发态的猝灭。本博士论文针对上述问题,以稀土掺杂的叁种典型的氟化物BaLiF_3、NaLuF_4和NaGdF_4为研究对象,以提高上转换发光强度为切入点。从而推进上转换材料在多色显示、温度传感、光学加热等方面的应用。本文的主要研究结果如下:1通过湿化学合成了一系列xmol%Yb,1mol%Ho/1mol%Er/1mol%Tm共掺BaLiF_3微晶,研究不同反应条件对基质成相、形貌尺寸和发光性能等特性的影响。研究在不同pH值下样品的溶解再结晶的过程及其对形貌的影响。研究其可能的生长机理。研究Yb~(3+)浓度掺杂对BaLiF_3:xmol%Yb,1mol%Ho上转换发光的影响。并研究Li~+离子掺杂增强Er~(3+)-Yb~(3+)共掺的BaLiF_3微晶的上转换发光机制。为BaLiF_3微晶在生物以及多色发射的微米器件领域的应用打下基础。2研究Li~+掺杂对NaLuF_4:Ln(Ln=Yb,Ho,Er and Tm)纳米/微米晶体、形貌和尺寸的影响。探究通过Gd~(3+)离子的掺杂和制备工艺两条路径,合成良好的NaLuF_4:10mol%Yb,1mol%Ho,xmol%Li(0≤x≤20)单相样品。研究NaLuF_4:10mol%Yb,1mol%Tm,xmol%Li(0≤x≤20)样品的发光强度与温度的依赖关系,探究异常增强的红光(695nm)发射机制。在Li~+掺杂的NaLuF_4:10mol%Yb,1mol%Er,xmol%Li(0≤x≤18)晶体中,探究占据位点的情况和对样品形貌的影响,Li~+掺杂浓度对提高稀土离子上转换发光效率的机制。3.研究了Mn~(2+)离子掺杂对基质形貌尺寸、发光性能、温度传感和光学加热等特性的影响。主要包括NaGdF_4:20mol%Yb,1mol%Tm,xmol%Mn、NaGdF_4:20mol%Yb,1mol%Er,xmol%Mn与NaGdF_4:20mol%Yb,1mol%Ho,xmol%Mn样品,其发光颜色覆盖了从蓝光到近红外光的区域。系统研究了Mn~(2+)对这叁种材料上转换发光性能的影响。同时,探究其能量传递的机制。研究由激发功率引起的FIR变化和光学加热性能,为上转换纳米颗粒在光谱调控,多色输出、温度传感中的应用提供了有效的指导。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-06-01）
赵飞飞[3]（2019）在《稀土上转换发光材料以及新型半导体纳米复合光催化剂的制备及其性能研究》一文中研究指出近年来,镧系元素掺杂的上转换纳米粒子(UCNPs)的研究引起了人们的广泛关注。由于其独特的上转换发光性能,UCNPs在多个领域展示了潜在的应用前景,包括太阳能电池、细胞标记、生物成像、以及光动力治疗等。尽管有这些优点,但仍存在着一些缺陷,限制了传统UCNPs的应用。首先,由于敏化剂Yb3+在近红外区域的吸收较弱,使得能量转换效率较低。其次,由于980 nm激光是最常用的产生上转换发光(UCL)的近红外激发光源,而使用980 nm激光作为光源会产生过热效应,导致细胞和组织损伤,并且使得激发光对深层组织成像的穿透能力受到限制。为了克服这些问题,本论文设计和制备了含淬灭盾夹层结构的UCNPs,采用有机染料和Nd3+共敏化的方法,实现了 808 nm激发下显着增强的上转换发光。另一方面,全球环境和能源危机的持续恶化已成为一个严重的问题,引起世界各国的普遍关注。基于半导体的光催化通过光催化水裂解产生清洁能源氢气,以及利用太阳能降解有机污染物,是解决该问题的一种潜在策略。然而,目前应用最广泛、最具代表性的半导体光催化剂,如Ti02、ZnO等,在太阳光照射下只能对紫外光产生响应,并且量子效率较低,这极大地限制了它们的实际应用。因此,开发低毒、稳定性好、活性高的的新型光催化剂成为光催化领域的一个热点问题。本论文设计和制备了几种新型的g-C3N4基纳米复合光催化剂和多元金属硫化物光催化剂,采用多种手段对他们进行表征和性能测试,并研究了他们的光催化降解有机污染物和光催化制氢的性能,提出了可能的光催化活性增强的机理。上述工作为开发新型上转换发光纳米材料以及高效的半导体光催化剂提供了有用的参考资料。本论文的主要研究内容如下:(1)首先设计和制备了由Nd3+敏化的含淬灭盾夹层结构的UCNPs,合成了夹层结构的稀土上转换纳米粒子NaLuF4:Gd,Yb,Tm@NaLuF4:Gd,Yb@NaNdF4:Yb。该结构中在核层NaLuF4:Gd,Yb,Tm和壳层NaNdF4:Yb之间引入了过渡层NaLuF4:Gd,Yb作为阻止敏化剂Nd3+和激活剂Tm3+之间淬灭作用的保护盾,可以有效消除二者的交叉驰豫,同时通过以Yb3+为媒介的核-壳-壳界面,发生从敏化剂Nd3+到激活剂之间有效的能量转移。研究过渡层厚度对发光强度的影响,发现当过渡层厚度为5 nm时,发光强度达到最大,明显大于传统的以Yb3+为敏化剂的纳米晶的发光强度。(2)设计和制备了染料IR-820和Nd3+共敏化的含淬灭盾夹层结构的稀土上转换纳米粒子IR-820/UCNPs。固定在UCNPs表面的染料分子可以作为“天线分子”强烈吸收近红外光,进而有效地将激发能传递给Nd3+。含淬灭盾夹层结构的UCNPs可有效消除激活剂和敏化剂之间的交叉驰豫,同时最外壳层的Nd3+可以在808 nm激发下有效敏化UCNPs的上转换发光。结果表明,在808 nm激 发 下,IR-820 敏 化 的 上 转 换 纳 米 粒 子NaLuF4:Gd,Yb,Tm@NaLuF4:Gd,Yb@NaNdF4:Yb的上转换发光强度是纯上转换纳米粒子 NaLuF4:Gd,Yb,Tm@NaLuF4:Gd,Yb@NaNdF4:Yb 的 6 倍,并且是 980 nm 相同激光功率下激发的 NaLuF4:Gd,Yb,Tm@NaLuF4:Gd,Yb@NaLuF4:Yb 的10倍。该方法不仅可以提高对光的吸收和增强纳米晶的上转换发光,而且利用808 nm代替980 nm作为激发光源可以增加对生物组织的穿透深度,避免过热效应。(3)通过将UCNPs,纳米银和g-C3N4纳米片巧妙地组装到一个纳米结构中,成功制备了含有不同银负载量的UCNPs@SiO2@Ag/g-C3N4纳米复合物光催化剂。由于上转换纳米晶和银纳米粒子对g-C3N4的协同增强效应,拓宽了光谱响应范围并促进了光生电子空穴对的快速分离。实验结果表明,和单独的g-C3N4相比,所制备的复合物光催化剂在光催化降解RhB和光催化制氢上表现出明显增强的活性,其光催化降解RhB的速率常数和制氢速率分别是纯g-C3N4的10和12倍。本研究为同时利用上转发光和等离子体增强效应改性半导体光催化剂提供了一种可行的策略。(4)通过金属有机框架(MOFs)ZIF-67衍生得到Co9S8十二面体,然后在Co9S8十二面体表面生长ZnAgInS纳米片,设计和制备了不同Co9S8含量的新型异质结构纳米复合物C09S8@ZnAgInS。结果表明,Co9S8@ZnAgInS复合物的光催化活性明显高于单独的组分,当Co9S8的含量为5%时,CZ5%复合物具有最高的光催化活性,制氢速率为9395.3μmogl g-1 h-1,是ZnAgInS的4.3倍。复合物增强的光催化活性归因于这种具有空心结构和表面生长纳米片的异质结构可以促进电子空穴对的分离和转移,提供大的比表面积和大量的活性位点。本研究为利用MOFs材料设计制备高效纳米复合光催化剂提供了一种有效方法。(5)通过采用简便的水热法合成了银掺杂的新型量子点ZAGS,研究了银的掺杂量对ZAGS量子点的性能以及光催化降解RhB的活性的影响。结果表明,银含量的增加可以提高ZAGS量子点的可见光利用率,当摩尔比Zn:Ag:Ga=1:0.2:2时,光催化活性最高,进一步增加银的掺杂量,光催化活性降低。本研究为开发高效四元金属硫化物光催化剂提供了有价值的参考资料。(本文来源于《上海大学》期刊2019-04-01）
刘媛媛,德格吉呼,王仙[4]（2019）在《Yb~(3+)/Er~(3+)共掺(MLaF_n)_x(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5)纳米材料的控制合成及其上转换发光性质》一文中研究指出采用水热与溶剂热结合的方法,在乙二醇-正己醇体系中,通过调节KF与RE(RE=La,Yb,Er)的量比、反应温度和反应时间实现了由LaF_3(六角相)到KLaF_4(立方相、六角相)晶型的控制合成。借助透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射(XRD)对样品的结构和微观形貌进行表征。结果表明,当KF/RE比例为2. 25时,制备的样品为片状的六角相LaF_3纳米颗粒;当KF/RE比例为3. 00时,得到具有近似球形的立方相KLaF_4纳米颗粒;当KF/RE比例为4. 25时,得到了六角相(KLaF_4)_(1. 5)纳米颗粒。上转换发射光谱显示:所有的样品在近红外光(980 nm)激发下,均有3个明显的发射峰,在522 nm、544 nm处分别对应于Er~(3+)的~4S_(3/2),~2H_(11/2)→~4I_(15/2)能级跃迁,655 nm处属于Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)能级跃迁。(本文来源于《发光学报》期刊2019年02期）
梁志琴[5]（2019）在《新型纳米材料在电催化二氧化碳还原和上转换发光中的应用》一文中研究指出本论文基于一系列新型纳米材料在电催化CO2还原和上转换发光中的应用展开研究。在电催化CO2还原方面,随着全球人口数量的急剧增加和经济的快速发展,人类社会对能源的需求越来越大,而化石燃料作为主要能量来源,其过度消耗造成了 CO2等温室气体排放,引起严重的全球变暖,因此能源危机与环境污染已成为21世纪全世界所面临的严峻挑战。采用电催化方法将CO2还原为具有更高利用价值的化学物质和燃料则既能解决巨大的能源需求问题,又能缓解高浓度C02带来的全球气候变暖,从而完成自然界中碳资源的循环利用。同时反应中所需的电力资源可来自于太阳能、风能或者潮汐能等可再生利用资源,这使得该转化过程更加环保、高效和安全。Cu基材料是目前被证实的能够将CO2电化学还原为多碳产物的最有效的催化剂,因此,相比其他金属材料更为引人注目。如何设计合理的催化剂和反应体系以使CO2还原针对特定产物达到最高的选择性、活性和稳定性,仍然是目前研究工作中需要解决并进一步优化的关键科学问题。本课题旨在开展一系列铜基纳米催化剂的设计及其电催化CO2还原性能研究。通过制备不同组分的铜基化合物,表征其反应过程中催化剂的结构、形貌和组分变化,同时结合DFT理论计算对特定产物的产生路径进行设计和分析,并在H-cell和Flow-cell两种体系中进行电还原反应探究,最终实现CO2的高效转化。取得研究成果如下:1.提出了 Flow-cell体系使氧化物还原的Cu高效还原CO为多碳产物。以C02还原为多碳产物中公认的中间体*CO作为反应源,在Flow-cell体系中采用气相扩散传输电极,该电极结构为多孔性,且两侧均疏水。CO气体通入电极一侧,而电解液通过反应泵进入载有催化剂的电极另一侧,形成气-液-固叁相反应界面,从而解决了传统的液-固两相界面反应造成的CO气体在水相电解液中质量传输受限问题。最终在电还原条件下,氧化物还原的Cu催化剂进行CO还原得到法拉第效率为85%的C2+产物。2.设计了基于Cu基硫化物的核-壳催化剂来调控CO2还原反应产物选择性。采用高温溶剂热法,利用合成过程中控制Cu源和S源的非化学计量比以及原位电化学还原过程分别在催化剂表面引入空位(V)和形成Cu2S/Cu核-壳结构,结合DFT理论计算发现,所设计的Cu2S/Cu-V催化剂在形成C2H4和C2H5OH的路径中,在最后一个共有的中间体*CH2CHO加氢过程中,相比于Cu2S/Cu催化剂和Cu-V催化剂而言,能够通过提高C2H4形成时的活化能量势垒,使得反应向醇类产生方向进行。最终,在H-cell和Flow-cell体系中分别得到法拉第效率为23%和32%的C2+醇类产生,其C2+醇类分电流密度分别为7.3 mA cm-2和126 mA cm-2该反应活性在目前关于CO2还原产生多碳醇类中的报道中为最高值3.构筑了采用金属氮化物支撑表面Cu催化剂的复合结构来实现CO2还原的稳定性。通过对Cu3N纳米颗粒配体交换进行部分氧化和随后的原位电还原两个步骤实现了 Cu-on-Cu3N催化剂的制备。为了研究Cu3N支撑体对于表面Cu催化剂的影响,同时制备了 Cu-on-Cu2O和纯Cu催化剂。通过原位X射线吸收(XAS)技术实时监测反应过程中组分变化,对于Cu-on-Cu3N催化剂,在反应1小时后Cu和Cu3N都存在于催化剂中,而且组分逐渐稳定;但对于Cu-on-Cu2O催化剂,反应40分钟后Cu2O已经全部被还原,催化剂成为Cu2O还原的Cu。同时结合高分辨透射电子能量损失光谱面扫(HRTEM-EELS mapping)技术和角分辨X射线光电子能谱(ARXPS)对催化剂反应前后的形貌和电子结构进行表征,进一步证明了Cu3N支撑物对于反应过程中稳定催化剂中Cu0和Cu+组分的重要性,从而实现CO2还原产生64%的C2+产物,并在连续32小时反应中性能没有明显减弱。最后,DFT进一步对反应过程中*CO聚合时的能量势垒进行计算,结果表明,Cu on-Cu3N具有最低的能量势垒,再次证明了该催化剂在CO2还原过程中的优越性在上转换发光方面,上转换发光纳米材料可以吸收多个低能量光子而发射出高能量光子,由于这种材料特性对生物组织损伤较低,且低能量的红外光对生物组织的穿透能力强,不会激发生物体发光,所以目前上转换发光纳米材料在生物检测和细胞成像等方面具有重要的应用价值。然而,如何对上转换发光纳米材料进行设计和修饰以提高其发光效率,对在生物医学应用中具有重要的影响意义本课题研究了新型NaYF4纳米材料的上转换发光性能。在经典的NaYF4基质材料中掺杂低浓度K+,以改变发光中心Er3+周围的晶体场环境,提高4f禁带跃迁几率,实现发光性能的优化。同时,采用Li+和K+双掺杂对NaYF4:Yb,Er材料体系进一步优化,相比于未掺杂的样品,实现了绿光和红光强度分别增强7倍和10倍,随后将其应用于体外生物免疫层析检测,结果表明,这种纳米颗粒的双靶向检测具有很高的灵敏度。此外,还探索了非NaYF4的Sc基上转换发光基质,发现LiScF4在掺杂敏化剂Yb和激活剂Er时,也可实现高强度的上转换荧光发射,且相比于具有绿光发射的NaYF4基质而言,LiScF4更能促进其蓝光和红光发射。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-01-01）
徐榕,冯爱玲,王彦妮,夏候平[6]（2018）在《优化稀土上转换纳米材料发光的方法》一文中研究指出稀土上转换纳米材料(Upconversion Nanoparticles,UCNPs)可将近红外光转换为可见光,其发光性能优异、化学性质稳定、激发光能有效避免自荧光,因此在生物医学领域应用广泛。但UCNPs的低发光效率限制了其进一步发展。本文综述了近年来研究较多的几种优化稀土上转换纳米材料发光的方法,主要包括调整基质材料和掺杂离子、过渡金属离子与镧系离子共掺杂、引入协同敏化剂减少热效应、有机染料与UCNPs协同作用以及金属表面等离子体共振增强法等。文中分别论述了上述方法的最新研究进展,并总结了这些方法目前存在的问题,指出上转换发光领域的研发重点:一是着重分析各种优化发光方法的作用机理,提出更加完备清晰的理论体系;二是探索更容易被生物体降解的UCNPs,使其副作用降到最低。(本文来源于《化学通报》期刊2018年12期）
谢娟[7]（2018）在《稀土上转换发光纳米材料的设计、合成、生长机理及光学性质研究》一文中研究指出镧系离子掺杂的稀土上转换发光纳米粒子可以将低能量的长波长激发光转化为高能量的短波长辐射,其发光范围可以从紫外区域一直到近红外区域。这独特的上转换发光能力,使其在防伪、3D 显示、数据存储、生物医药等各个方面都有着广阔的应用前景。由于稀土上转换发光纳米材料具有很好的光稳定性、发光寿命长、低毒、对生物组织无损伤等优点,所以尤其适合应用在生物领域。而Sc,作为稀土中重要的一员,其相关化合物的合成与性质研究却鲜有报道。本论文从材料设计的角度出发,全面探索了氟化钪纳米材料的晶体生长过程、晶体结构演变机理及光学性质,为其潜在应用打下基础,并在此基础上开发了一种合成REF3(RE=Ln,Y)纳米晶的通用的方法,揭示了影响REF3纳米晶的形貌和晶体结构的因素,为相关纳米材料的合成提供了非常有价值的参考信息。本论文的研究内容:主要包括以下四个部分:1、ScFx:Ln(x = 2.76,3)纳米晶的可控合成及生长机理研究本章我们成功制备了尺寸可控的四方相ScF2.76:Yb/Er纳米晶,正交相和立方相ScF3:Yb/Er纳米晶,并对各个产物做了 TEM,HRTEM,XRD和EDS等相关表征。通过监测反应过程,我们探究了叁种晶体结构的纳米颗粒的形成和存在的温度范围:100 ℃以下,产物为纯净的四方相ScF2.76:Yb/Er纳米晶;110-150 ℃之间,产物为四方相ScF2.76:Yb/Er和正交相ScF3:Yb/Er纳米晶的混合相;温度高于160 ℃而低于280 ℃时,单一的正交相ScF3:Yb/Er纳米晶稳定存在;温度高于280 ℃,立方相ScF3:Yb/Er纳米晶开始生成。此外,我们还研究了叁种结构的纳米晶的生长机制,其中四方相ScF2.76:Yb/Er和正交相ScF3:Yb/Er纳米晶通过定向连接机制,最终长成棒状结构;立方相ScF3:Yb/Er纳米晶通过经典的奥斯瓦尔德熟化机制,最终长成立方片状。最后,我们通过设计实验发现,随着温度的升高,四方相ScF2.76:Yb/Er纳米晶会通过溶解再结晶的方式向正交相ScF3:Yb/Er纳米晶转变,正交相ScF3:Yb/Er纳米晶同样以溶解再结晶的方式转变成立方相,且四方相ScF2.76:Yb/Er纳米晶也可以通过同样的方式转变为立方相ScF3:Yb/Er纳米晶。这就为氟化钪纳米晶潜在的应用打下了坚实的基础,也为其他具有相似组成和结构的纳米晶的精准合成提供了一些可借鉴的有用信息。2、ScFx:Ln(x = 2.76,3)纳米晶的发光机理和光学性质研究本章主要研究了基质的晶体结构,掺杂离子的种类以及掺杂离子的浓度的变化对ScF3:Ln纳米晶上转换发光性质的影响。我们发现基质的晶体结构影响上转换发光的强度和红绿比,在本体系中,立方相纳米晶的上转换发光最强,红绿比最小。以立方相为例,我们探究了 Yb/Tm和Yb/Ho的掺杂浓度的变化对上转换发光的影响,并优化了掺杂浓度,ScF3:Yb/Ho纳米晶在980 nm的激发光的激发下发绿光,其中在30/2 mol%的掺杂浓度下发光最强。而对于ScF3:Yb/Tm纳米晶,掺杂浓度在30/0.5 mol%时,发光最强。此外,我们通过测试单颗粒纳米晶的发光,印证了立方相氟化钪是非常好的基质材料,且掺杂离子在基质晶体中均匀分布。3、掺杂对立方相ScF3纳米晶晶体生长过程的影响本章主要探究了引入掺杂离子对ScF3纳米晶生长过程的影响。引入半径较小的镧系离子(半径小于Dy3+),对ScF3纳米晶的生长过程有明显的促进作用,反之,则不会促进ScF3纳米晶的晶体生长。引入Li+,对ScF3纳米晶的生长过程有非常显着的促进作用,仅需要45 min,ScF3纳米晶即可完成整个奥斯瓦尔德熟化过程。同时引入Li+和Yb3+/Er3+,时,晶体生长速度更快,仅需要15 min,ScF3:Yb/Er/Li(20/2/5 mol%)纳米晶就可以完成整个熟化过程。更重要的是,引入Li+,可以降低反应体系的温度,最低可降低至280 ℃。4、REF3(RE = La-Lu,Y)纳米晶的六方相/正交相演变和生长机理研究在本章中,我们通过设计合适的反应条件,合成了一系列的稀土氟化物REF3(RE=Ln,Y)纳米晶。合成的过程中,我们发现随着稀土粒子半径的减小,REF3纳米晶的晶体结构会从六方相向正交相转变。RE=La-Eu,REF3为六方相;RE=Tb-Lu,REF3为正交相,Gd在镧系正中间的位置,GdF3为混合相。此外,我们以GdF3为例,研究了 F-:RE3+的比例,掺杂离子的种类,掺杂离子的半径及浓度对终产物的晶体结构的影响,揭示了稀土离子半径的大小和晶相演变的关系,以及正交相和六方相的REF3纳米晶的生长机理。这些工作为REF3纳米晶的合成提供了指导,为以后潜在的应用打下基础,也为其他纳米粒子的合成提供了新的思路。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2018-11-14）
赵兵,祁宁[8]（2018）在《提高稀土上转换发光纳米材料荧光强度的方法》一文中研究指出针对稀土上转换纳米发光材料(UCNPs)发光强度低的缺陷,介绍了通过调整UCNPs的晶型和尺寸、金属离子掺杂、壳核结构、金属表面等离子体共振效应等因素提高UCNPs发光强度的方法。最后对提高UCNPs发光强度的研究做了展望。(本文来源于《化工新型材料》期刊2018年07期）
陈雪妮[9]（2018）在《NaYF_4:Yb,Er稀土上转换发光纳米材料的制备及其荧光传感器的构建与应用》一文中研究指出稀土上转换发光纳米材料(UCNPs)是一种采用近红外光作为激发光而发射出短波长的发射光的新型荧光材料。他们具有许多优点,如光化学稳定性高,良好的发光性能,背景干扰小等。因此,UCNPs被广泛的应用在各个领域。但是合成高质量,物相纯且荧光强度高的UCNPs仍然是一个具有挑战性的课题,需要不断的探索和总结。另一方面,利用荧光共振能量转移现象,构建高灵敏的荧光生物传感器,对疾病标志物、环境残留物等微量小分子化合物进行分析检测,也是UCNPs的一个重要应用领域。本论文探索了基于NaYF_4:Yb,Er(NaYF)的上转换发光纳米材料的制备条件,初步实现了这类UCNPs的可控制备;在此基础上,依据荧光共振能量转移(FRET)原理,构建了叁种高灵敏度的荧光传感器,可分别应用于复杂体系中痕量葡萄糖、胆固醇和香豆素的定量检测。首先,本文采用水热法制备稀土上转换发光纳米材料NaYF,通过正交实验系统探讨稀土离子的添加量、反应温度和反应时间、以及体系的添加剂、油酸与油酸钠的比值等条件对材料的荧光性能以及形貌、物相的影响。发现提高反应温度、延长反应时间以及提高F~-的含量可以获得更高的荧光强度。另一方面,普通的荧光分光光度计仅有紫外可见光源,而没有近红外光源,用于上转换材料研究需对仪器进行改造,非常不方便。为了提高普通荧光分光光度计的利用率,拓展其应用范围,我们设计了便携式大功率激光器,可以通用于各型号荧光分光光度计,在不对仪器进行任何改动的前提下可以增加多种波长和多种功率的紫外-可见-近红外光源。其次,利用制备的NaYF纳米颗粒构建了一个荧光共振能量转移(FRET)体系,用于微量葡萄糖的检测。在该体系中,NaYF-con A作为供体,AuNPs-CS作为受体,二者发生荧光共振能量转移。当FRET发生时,AuNPs-CS将NaYF的荧光猝灭,体系处于关闭状态。检测时把葡萄糖加入NaYF-conA-CS-AuNPs体系,由于葡萄糖与conA具有更强的结合作用,AuNPs-CS从NaYF-conA上移除,NaYF的荧光得到恢复。因此通过检测体系的荧光强度就可以测定葡萄糖的含量。该方法检测葡萄糖的线性浓度范围为0.4-1.87μmol/L(R=0.98,n=7),检出限为0.02μmol/L。该方法抗干扰能力强,可以在血清样品中进行检测。第叁,基于NaYF-Cit-β-CD与Rh6G的荧光共振能量转移测定血液中胆固醇的含量。在该体系中,NaYF-Cit-β-CD作为供体,Rh6G作为受体,二者发生荧光共振能量转移。当FRET发生时,Rh6G将NaYF的荧光猝灭,体系处于关闭状态。胆固醇和Cit-β-CD有强的结合位点,检测时将胆固醇加入NaYF-Cit-β-CD-Rh6G体系,Rh6G被从β-CD空腔中竞争出来,FRET的过程被阻断,NaYF的荧光得到恢复。通过检测体系的荧光强度可以测定胆固醇的含量。检出限为0.21μmol/L,检测胆固醇的工作曲线为F=59.36c+310,线性范围为0.25-9μmol/L(R=0.99,n=9)。第四,提出了一个检测化妆品中香豆素含量的新方法。利用NaYF-Cit-β-CD与Rh6G的荧光共振能量转移体系测定化妆品中的香豆素。香豆素的线性范围为2.5-32.5μmol/L,工作曲线为ΔF=17.843c-47.44(R=0.98,n=5),检出限为0.74μmol/L。(本文来源于《深圳大学》期刊2018-06-30）
酒俊霞[10]（2018）在《氧化物基近红外上转换纳米余辉材料可控合成及发光性质》一文中研究指出纳米上转换发光材料可以将低频率的光子转化为高频率的光子,常常发出位于可见光或近红外光区的光,近年来引起了人们越来越多人的关注。而长余辉发光材料则是激发光源停止或移去后,能持续发光数分钟或数小时的一种储能材料。将其二者各自独特的光学性质有效的结合的多功能复合纳米上转换近红外长余辉材料近年来得到越来越多人的青睐,在很多领域都有潜在的应用价值,尤其是在生物医学成像和医学诊断方面。采用两相溶剂热法(ST)合成了镧系元素掺杂的Sc_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光纳米材料,并在980 nm光的激发下,观察到红光增强的现象。与传统的的高温固相法(SS)合成的Yb~(3+),Er~(3+)共掺杂的Sc_2O_3上转换体材料在相同的烧结温度(700oC)下相比,合成的Yb~(3+),Er~(3+)共掺杂的Sc_2O_3上转换纳米晶的绿光和红光分别增强19.7,23.4倍。用两相溶剂热法合成了的Yb~(3+),Er~(3+)共掺杂的Sc_2O_3纳米材料经过700oC,2h的退火之后与高温固相法1600oC,6 h的烧结之后获得Yb~(3+),Er~(3+)共掺杂的Sc_2O_3上转换体材料相比,相对红光增强6.6倍。通过分析掺杂Yb~(3+)的光谱、功率依赖和寿命曲线,我们发现Sc_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料Er~(3+):~4F_(9/2)能级的红光发射电子布局可能有叁个途径:a、激发态吸收(ESA),b、两步能量转移(ET),c、Er~(3+)的~2H_(11/2),~4S_(3/2)的能级通过交叉弛豫(CR)与反能量转移(CRB)的非多光子弛豫机理。在Sc_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料中Er~(3+):~2H1_(1/2),~4S_(3/2)的绿光发射是叁光子过程,可描述为:Yb~(3+):~2F_(5/2)+Er~(3+):~4F_(9/2)→Yb~(3+):~2F_(7/2)+Er~(3+):~2H_(9/2)。结果表明,两相溶剂热法合成的Sc_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)可以作为一个高效的红光上转换纳米荧光粉;两相溶剂热合成的Sc_2O_3是一个合适的上转换基质。采用油酸和甲苯辅助的两相法合成了平均粒径为2 nm的稀土离子共掺杂的ZnGa_2O_4:Cr~(3+),Yb~(3+),Er~(3+)上转换近红外长余辉纳米荧光粉(UCPLNPs)。利用XRD、TEM及光致光谱分别对其微结构、形貌、上转换荧光和余辉性能进行了研究。合成的粉末可被紫外光(254 nm)和980 nm近红外光有效激发,可观察到来自于Cr~(3+):~2E→~4A_2的电子跃迁,峰值位于696 nm近红外光及来自Er~(3+):~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁在630-700 nm范围的红光发射,关闭光源后被测样品可再被紫外光(254 nm)、红光(650 nm)和980 nm光再激励,获得在696 nm处近红外余辉发射。同时研究了不同Yb~(3+)掺杂浓度下的上转换和余辉发射规律,浓度为10mol%时,余辉衰减速率最慢其原因是Yb~(3+)的掺杂产生了更多的陷阱中。同时研究了余辉发光机理和上转换发光机理,揭示了余辉时间增长和多模式激励的光物理机制。(本文来源于《长春工业大学》期刊2018-06-01）
上转换纳米发光材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
镧系元素掺杂的上转换发光材料是一种可以将低能量的近红外光转化为高能量的紫外或可见光的无机晶体材料。由于其独特的光学性质,在3D显示技术、温度传感器、上转换(UC)激光器、生物医学成像等领域有潜在的应用,而引起了广泛关注。然而,较低的上转换发光效率限制了这些材料在诸多领域的应用。与氧化物基体系相比,氟化物具有低声子能量,从而降低稀土离子激发态的猝灭。本博士论文针对上述问题,以稀土掺杂的叁种典型的氟化物BaLiF_3、NaLuF_4和NaGdF_4为研究对象,以提高上转换发光强度为切入点。从而推进上转换材料在多色显示、温度传感、光学加热等方面的应用。本文的主要研究结果如下:1通过湿化学合成了一系列xmol%Yb,1mol%Ho/1mol%Er/1mol%Tm共掺BaLiF_3微晶,研究不同反应条件对基质成相、形貌尺寸和发光性能等特性的影响。研究在不同pH值下样品的溶解再结晶的过程及其对形貌的影响。研究其可能的生长机理。研究Yb~(3+)浓度掺杂对BaLiF_3:xmol%Yb,1mol%Ho上转换发光的影响。并研究Li~+离子掺杂增强Er~(3+)-Yb~(3+)共掺的BaLiF_3微晶的上转换发光机制。为BaLiF_3微晶在生物以及多色发射的微米器件领域的应用打下基础。2研究Li~+掺杂对NaLuF_4:Ln(Ln=Yb,Ho,Er and Tm)纳米/微米晶体、形貌和尺寸的影响。探究通过Gd~(3+)离子的掺杂和制备工艺两条路径,合成良好的NaLuF_4:10mol%Yb,1mol%Ho,xmol%Li(0≤x≤20)单相样品。研究NaLuF_4:10mol%Yb,1mol%Tm,xmol%Li(0≤x≤20)样品的发光强度与温度的依赖关系,探究异常增强的红光(695nm)发射机制。在Li~+掺杂的NaLuF_4:10mol%Yb,1mol%Er,xmol%Li(0≤x≤18)晶体中,探究占据位点的情况和对样品形貌的影响,Li~+掺杂浓度对提高稀土离子上转换发光效率的机制。3.研究了Mn~(2+)离子掺杂对基质形貌尺寸、发光性能、温度传感和光学加热等特性的影响。主要包括NaGdF_4:20mol%Yb,1mol%Tm,xmol%Mn、NaGdF_4:20mol%Yb,1mol%Er,xmol%Mn与NaGdF_4:20mol%Yb,1mol%Ho,xmol%Mn样品,其发光颜色覆盖了从蓝光到近红外光的区域。系统研究了Mn~(2+)对这叁种材料上转换发光性能的影响。同时,探究其能量传递的机制。研究由激发功率引起的FIR变化和光学加热性能,为上转换纳米颗粒在光谱调控,多色输出、温度传感中的应用提供了有效的指导。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
上转换纳米发光材料论文参考文献
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[3].赵飞飞.稀土上转换发光材料以及新型半导体纳米复合光催化剂的制备及其性能研究[D].上海大学.2019
[4].刘媛媛,德格吉呼,王仙.Yb~(3+)/Er~(3+)共掺(MLaF_n)_x(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5)纳米材料的控制合成及其上转换发光性质[J].发光学报.2019
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[6].徐榕,冯爱玲,王彦妮,夏候平.优化稀土上转换纳米材料发光的方法[J].化学通报.2018
[7].谢娟.稀土上转换发光纳米材料的设计、合成、生长机理及光学性质研究[D].南京邮电大学.2018
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[9].陈雪妮.NaYF_4:Yb,Er稀土上转换发光纳米材料的制备及其荧光传感器的构建与应用[D].深圳大学.2018
[10].酒俊霞.氧化物基近红外上转换纳米余辉材料可控合成及发光性质[D].长春工业大学.2018