銪離子產(chǎn)的三氟化鑭納米材料的制備及熒光性質(zhì)的研究

1、 小結(jié)： 在最佳的條件下制備Eu3+離子摻雜濃度分別為1 mol%10 mol%、15 mol%、20 mol%、25 mol%、 30 mol%的LaF3:Eu3+納米粒子，并對(duì)Eu3+離子摻雜 濃度為1 mol%10 mol%的激發(fā)和發(fā)射光譜圖進(jìn)行分 析，從激發(fā)譜圖得出Eu3+離子的7F05L6能級(jí)躍遷最 強(qiáng)，譜線的峰位為398 nm，從發(fā)射譜圖在615 nm處 對(duì)應(yīng)的發(fā)射峰為主峰，所對(duì)應(yīng)的是5D07F2能級(jí)躍遷。 對(duì)所有產(chǎn)物在615 nm處的發(fā)射峰進(jìn)行分析，得出當(dāng) Eu3+離子的摻雜濃度為20 mol%時(shí)出現(xiàn)濃度猝滅現(xiàn)象。 六.實(shí)驗(yàn)結(jié)論與展望 1.結(jié)論 本課題在以聚乙二醇為溶劑，以硝酸鑭

2、、乙二胺四乙酸(EDTA、 氟化鈉為反應(yīng)原料，制備出了顆粒狀和棒狀兩種形狀完全不同的LaF3 納米粒子，并對(duì)其性狀做了一定的研究。通過用Eu3+代替La3+離子， 用共沉淀法制備出了LaF3:Eu3+納米粒子，對(duì)其熒光性質(zhì)進(jìn)行了檢測(cè)。 本論文的主要研究結(jié)果： （1）在制備LaF3納米粒子時(shí)，反應(yīng)條件對(duì)最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大， 甚至?xí)?dǎo)致最終得不到產(chǎn)物。反應(yīng)速率雖然會(huì)隨著反應(yīng)溫度的升高而升 高，但所得產(chǎn)物的形貌不規(guī)整；反應(yīng)溶液的pH也對(duì)反應(yīng)起著重要的作 用，pH低容易使反應(yīng)原料的析出，從而不能使反應(yīng)按原有的比例反應(yīng)， 不能完全反應(yīng)就影響最終產(chǎn)物的產(chǎn)率。本課題在確定了最佳配位劑和氟 源分別為EDT

3、A和氟化鈉后，分別對(duì)反應(yīng)溫度和反應(yīng)溶液pH進(jìn)行了探 索，并在pH=8，反應(yīng)溫度為110條件下制備出了形狀較為規(guī)整，長(zhǎng)度 在2 m22 m之間，直徑在50 nm500 nm之間的LaF3納米棒，具有一 定的研究?jī)r(jià)值。 （2）在制備Eu3+離子摻雜的LaF3納米粒子時(shí)，通過改變Eu3+離子的摻 雜濃度，分別為1 mol%10 mol%、15 mol%、20 mol%、25 mol%、 30 mol%，并對(duì)其熒光性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，當(dāng)摻雜濃度達(dá)到 20%時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大，即當(dāng)Eu3+離子摻雜濃度為20 mol%發(fā)生濃 度猝滅現(xiàn)象。 2.展望： 由于稀土元素具有外層電子結(jié)構(gòu)基本相同，而內(nèi)層4

4、f電子能級(jí)又相近的特殊電子構(gòu)型， 稀土元素的原子具有未充滿的受到外界屏蔽的4f5d電子組態(tài)，因此具有豐富的電子能級(jí)和長(zhǎng) 壽命激發(fā)態(tài)，能級(jí)躍遷通道多達(dá)二十余萬個(gè)，可以產(chǎn)生多種多樣的輻射吸收和發(fā)射，構(gòu)成廣 泛的發(fā)光和激光材料。隨著稀土工業(yè)的發(fā)展，加快了稀土發(fā)光材料的研究和應(yīng)用。由于含稀 土的化合物表現(xiàn)出許多獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)和物理性能，因而在光、電、磁等方面得到廣泛的應(yīng) 用，在信息、生物、新材料、新能源、空間和海洋等科技群中有廣闊的應(yīng)用前景，使稀土發(fā) 光材料成為巨大的發(fā)光寶庫(kù)，為高新技術(shù)提供了性能優(yōu)越的發(fā)光材料和激光材料，從而實(shí)現(xiàn) 了新材料領(lǐng)域的又一次技術(shù)進(jìn)步。 上述研究論文所取得的進(jìn)展僅僅是整個(gè)工作

5、的一個(gè)良好的開端，尚有大量的工作需進(jìn)一 步深入研究，有些問題利用目前現(xiàn)有的機(jī)理和理論還不能做出理想的解釋。稀土發(fā)光材料表 現(xiàn)出許多優(yōu)異的光、電、磁等功能，同時(shí)稀土發(fā)光材料廣泛應(yīng)用于照明、顯示和檢測(cè)三大領(lǐng) 域。因此，發(fā)展一種溫和、可控的方法制備新穎結(jié)構(gòu)的材料，從而充分發(fā)揮稀土發(fā)光材料的 光、電、磁等優(yōu)異功能并且將其應(yīng)用于照明、顯示和檢測(cè)等領(lǐng)域有重要意義。綜合國(guó)內(nèi)外的 最新研究現(xiàn)狀和本論文取得的工作進(jìn)展，以下幾個(gè)方面的工作值得進(jìn)一步深入研究。 （1）本文雖然制備出了結(jié)構(gòu)特殊、發(fā)光性能優(yōu)良的納米粒子，但由于時(shí)間的原因，沒有進(jìn)一 步深入研究該納米粒子與其他納米發(fā)光材料的相互作用。后續(xù)工作可把制備的發(fā)光納米粒子 在照明、顯示和檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。 （2）在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域里，探索和發(fā)展高靈敏度的非同位素檢測(cè)方法一直是研究者十 分關(guān)注的課題。由于各種檢測(cè)方法的局限性，人們一直致力于研究開發(fā)出新型檢測(cè)技術(shù)，以 克服傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的弱點(diǎn)。當(dāng)前，以上轉(zhuǎn)換熒光納米粒子作為生物熒光探針的檢測(cè)技術(shù)在生 物分析中顯示出了潛在的應(yīng)用。上轉(zhuǎn)換熒光納米材料是指可在長(zhǎng)波長(zhǎng)光激發(fā)下發(fā)出短波長(zhǎng)光 的發(fā)光材料，如將紅外光轉(zhuǎn)換成可見光的材料。以上轉(zhuǎn)換熒光納米粒子作為生物熒光探針， 由于其發(fā)射波長(zhǎng)位于紅外波段，其顯著的優(yōu)勢(shì)是不會(huì)對(duì)生物分子產(chǎn)生損害，也沒有待測(cè)樣品 自身熒光的背景干擾，可以達(dá)到很高的信噪