La2O2S、Gd2O3及Gd2O2S包覆CoFe2O4发光颗粒的合成与性能

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:darkage12223
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Eu/Tb掺杂的稀土硫氧化物和氧化物纳米颗粒具有发光强度大、单色性好、发光稳定性好、荧光寿命长等光学性能,以及化学稳定性好、生物毒性低等优点,在高分辨平板显像和生物医学等领域有广阔的应用前景。新型高品质、多功能稀土硫氧化物和氧化物纳米颗粒的合成及应用是目前研究的热点之一。反尖晶石结构的CoFe2O4纳米颗粒具有高的磁晶各向异性、高的矫顽力、适中的饱和磁化强度和在较高温度下良好的化学和结构稳定性,有望在高密度存储、磁靶向药物输送和磁流体高热治疗等领域得到应用。将CoFe2O4纳米颗粒包裹到发光性能优异的Eu/Tb掺杂的稀土硫氧化物纳米颗粒内部,可以获得具有较强磁性能和发光性能的磁、发光双功能纳米颗粒,将在许多领域,特别是生物医学领域有广阔的应用前景。本文在明胶网络模板的控制下通过还原法制备了Eu/Tb掺杂的La2O2S纳米颗粒,并研究了纳米颗粒在水相中的发光行为。以六次甲基四胺(HMT)为沉淀剂,利用均匀共沉淀法合成了CoFe2O4纳米颗粒,并在CoFe2O4表面包覆SiO2层,提高了其在酸中的稳定性。以具有Si02包覆层的CoFe2O4为异质核化中心,用共沉淀法合成了具有CoFe2O4磁性核的Eu/Tb掺杂的Gd2O2S纳米粒子。以HMT为沉淀剂,利用均匀共沉淀法合成了Gd2O3:Eu纳米颗粒并研究了发光特性。本文主要研究成果如下:以明胶网络为模板,以廉价的硫酸铵为硫化剂,在较低温度下(大约750℃)通过氢气还原合成了La2O2S:Tb和La2O2S:Eu纳米颗粒。明胶网络作为纳米微反应器,可以有效分散氢氧化物共沉淀产物和控制产物的尺寸。明胶网络较高的分解温度(482℃),可以有效抑制新生成的(LaO)2SO4中间产物在初生态、反应活性高时的快速长大和颗粒间的团聚。以明胶网络为模板的还原法合成的粉体近似球形、粒度均匀、分散性较好,粒子大小约为30~50 nm。La2O2S:Tb纳米颗粒在磷酸盐缓冲液中发射强的绿光,发光强度随Tb3+掺杂浓度的增大而增大,随还原温度的提高而增大,Tb3+掺杂摩尔分数达到8%时发生浓度淬灭,Tb3+荧光寿命为1.1 ms。La2O2S:Eu纳米颗粒在磷酸盐缓冲液中发光颜色取决于Eu3+的掺杂浓度。随Eu3+的掺杂浓度提高,由于Eu3+能级间的交叉弛豫作用增强,来自5D0的红光跃迁发射(625 nm)相对荧光强度增强。Eu3+掺杂La2O2S纳米颗粒在磷酸盐缓冲溶液中红光发射的荧光寿命为0.41 ms。以HMT为沉淀剂,FeCl2和Co(N03)2为原料,通过均匀共沉淀法合成了CoFe204纳米颗粒。与传统的共沉淀法相比,该方法获得的CoFe204纳米颗粒为近似球形,粒度较均匀(平均粒径30 nm),具有较高的饱和磁化强度和适中的矫顽力。合成过程中,提高共沉淀反应温度、增大共沉淀离子的浓度及延长在空气中的氧化时间,均可使产物颗粒尺寸增大,饱和磁化强度提高。合成的CoFe204纳米颗粒经200℃热处理后磁性能较差,随热处理温度的提高,饱和磁化强度提高,矫顽力和剩磁先增大,800℃时达到最大值后继续升温反而减小。分别用Stober法、Dense-Liquid法和两步包覆法制备CoFe204@Si02核壳结构纳米颗粒。在SiO2用量相同(m(Si02):m(CoFe204)=1:4)时,两步包覆法生成的SiO2薄壳层结构较密实,表面包覆完整。Stober法生成的SiO2壳层完整,但较疏松多孔。Dense-Liquid法生成的Si02壳层结构致密,但对核包覆不完全。两步包覆法和Stober法生成的核壳结构微粒的等电点与SiO2等电点接近,使其在中性溶液中的稳定性提高。两步包覆法生成的薄SiO2壳层能更好的抑制Fe3+在酸中的溶出。CoFe204@Si02核壳结构纳米颗粒随SiO2壳层增厚,饱和磁化强度迅速下降,矫顽力明显提高。以稀土硝酸盐为原料,硫酸铵为硫化剂,HMT为沉淀剂,采用共沉淀法合成了前驱物,并通过H2还原合成了相纯度高、粒径为50~100 nm的近似球形Gd2O2S:Tb纳米颗粒。在共沉淀过程中引入少量CoFe204@Si02异质形核中心,制备了具有CoFe204@Si02核的Gd202S纳米复合粒子。与Gd202S:Tb(Eu)纳米颗粒相比,复合颗粒尺寸较大(-200 nm),颗粒均匀程度较低,矫顽力和磁化强度明显提高,发光强度下降,荧光寿命的变化不大。通过控制还原反应的温度(800~900℃),可以调控磁性核被还原的程度。磁性核被还原的程度高时,样品的磁化强度明显提高,矫顽力下降。以HMT为沉淀剂,利用均匀沉淀法合成了相纯度高,颗粒近似为球形,粒度分布窄,平均粒径为100 nm的Gd2O3:Eu发光纳米颗粒。Gd2O3:Eu纳米颗粒红光发射随煅烧温度提高而增强,随Eu3+掺杂摩尔分数的增大而增大。Eu3+掺杂摩尔分数达10%时发生浓度淬灭。
其他文献
本文通过福州网络生鲜市场问卷调查,对消费者主体、网络购物习惯、购买商品种类、购买意愿、购买态度等进行了分析,在此基础上预测了福州网上生鲜超市的市场前景,论证了开发
D-柠檬烯,4-异丙烯基-1-甲基环丙烯,属于天然单萜类物质,该物质大量存在于柑橘类精油中,并在其中被发现。D-柠檬烯对于大部分的革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌都表现出了强大的
<正>拍摄中是否有很多细枝末节的技巧让你抓狂?这里我们将和你分享编辑私家的150个拍摄技巧,其中涵盖了拍摄计划、相机设置、创作技法和画面构图等各个方面。细节决定成败,在
<正> 还记得年少时的梦啊,像朵永远不凋零的花,陪我经过那风吹雨打,看世事无常,看沧桑变化……那些为爱付出的代价,是永远都难忘的啊,所有真心的痴心的话,永在我心中,不能没
期刊
因其独特的结构和物性,一维纳米体系是当前多学科研究的热点。常见的一维纳米体系有金属纳米线,金属纳米线填充碳纳米管的复合体系以及液体填充碳纳米管的复合体系。本论文主
由轻质元素构成的复杂配位氢化物,如氨基/亚氨基化合物、硼氢化物、铝氢化物等由于具有较高的理论重量储氢密度和价格低廉等优点,被认为是最有应用前景的储氢材料之一,受到了
<正> 中共中央宣部新闻局副局长赵晨妤作为中广协学术委员会主任,我们可以帮助《广告大观》组织些学术文章。随信寄上一篇稿子,刊用与否,由你们定。希望今后加强联系。北京电
本论文是表面活性剂合成与无机纳米粉体合成修饰两个领域的相互结合的实例之一。在论文中根据纳米ZnO的性质选择磷酸酯作为修饰改性剂,有目的性的合成了多种修饰效果的磷酸酯
碳纤维/环氧树脂(Carbon/epoxy,C/E)复合材料具有比强度高、比模量高、耐腐蚀等优点,在航空航天、国防军工、能源、交通等领域中得到广泛的应用。复合材料在飞行器上的用量已
自制合成了多元共聚的高吸油性树脂 ( HOAR) ,其吸油倍率在 30 g/ g以上 ,将该类树脂作为改性剂 ,制备了遇油膨胀橡胶 ( OSR)。研究了 OSR的组分及制备工艺条件对其性能的影