NaGdF4-Nd3+核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒制備及發(fā)光特性研究.pdf

1、近紅外激發(fā)近紅外發(fā)射的稀土摻雜發(fā)光納米材料作為生物熒光探針，應(yīng)用于生物成像方面有著較大優(yōu)勢。
　　四氟化釓鈉作為一種優(yōu)秀的發(fā)光材料基質(zhì)，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、較低的聲子能量，近幾年被廣泛使用研究。在La系元素中，Nd3+能夠被很好地應(yīng)用于近紅外激發(fā)和近紅外發(fā)射材料，具有光吸收截面大、量子產(chǎn)率高等特點(diǎn);由于納米發(fā)光材料的粒徑小，在表面效應(yīng)（空位、缺陷等）作用下，材料表面發(fā)光中心發(fā)生猝滅，發(fā)光效率降低;對納米材料進(jìn)行表面修飾，能夠減少

2、納米材料表面效應(yīng)，提高發(fā)光效率。
　　本文中，我們用NaGdF4作為基質(zhì)材料，摻雜Nd3+離子;采用溶劑熱法制備了NaGdF4∶Nd3+納米顆粒和不同殼層厚度的核殼結(jié)構(gòu)NaGdF4∶Nd3+@NaGdF4納米顆粒，并研究其發(fā)光特性。本論文的研究內(nèi)容主要包括以下三個(gè)方面
　　(1)六方相NaGdF4∶Nd3+納米顆粒的制備;采用溶劑熱法制備了NaGdF4∶Nd3+納米顆粒，通過X射線粉末衍射和透射電子顯微鏡手段對其形貌、顆粒大

3、小進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn):納米顆粒為六方相的NaGdF4∶ Nd3+，且分散性較好，顆粒均勻，粒徑分部窄，平均為6nm。通過近紅外熒光光譜和壽命測試手段對其發(fā)光特性進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn):近紅外熒光光譜發(fā)射峰尖銳，斯托克斯位移較大，發(fā)光穩(wěn)定;對衰減曲線進(jìn)行擬合分析發(fā)現(xiàn)，由于表面效應(yīng)導(dǎo)致的快衰減過程占得比例較大。實(shí)驗(yàn)表明，NaGdF4∶Nd3+納米顆粒在近紅外區(qū)域有良好的發(fā)射光譜，且發(fā)光穩(wěn)定，由于顆粒小，表面效應(yīng)大，發(fā)光效率較低。
　　(2) NaGd

4、F4∶Nd3+納米顆粒發(fā)光效率的提高;先后通過研究Nd3+的最佳摻雜濃度和NaGdF4∶Nd3+顆粒表面包覆同質(zhì)殼層的方法提高了樣品的發(fā)光效率;①通過對Nd3+摻雜濃度為1％、3％、6％、10％的NaGdF4∶Nd3+納米顆粒熒光光譜進(jìn)行分析，Nd3+摻雜濃度為3％時(shí)，NaGdF4∶3％Nd3+納米顆粒發(fā)光達(dá)到最強(qiáng)，隨著Nd3+摻雜濃度進(jìn)一步提高，開始發(fā)生濃度猝滅。②為了減少NaGdF4∶Nd3+納米顆粒表面效應(yīng)，顆粒表面同質(zhì)包覆了一層

5、NaGdF4殼層，對包覆前后納米顆粒熒光光譜和熒光光壽命分析得知，NaGdF4殼層有效的保護(hù)了核心NaGdF4∶3％Nd3+納米顆粒，減少顆粒表面空位、缺陷等猝滅中心，提高了發(fā)光效率。
　　(3)不同殼層厚度對NaGdF4∶3％Nd3+納米顆粒發(fā)光的影響;通過調(diào)節(jié)核殼比制備了平均粒徑為11nm、12nm、13nm的核殼結(jié)構(gòu)NaGdF4∶3％Nd3+@NaGdF4納米顆粒。通過熒光光譜分析表明，隨著包覆殼層厚度的增加，核殼結(jié)構(gòu)NaG