Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Ln(Ln=Er3+,Tm3+)纳米粒子的制备及性能

摘要

稀土掺杂的NaGdF4具有良好的荧光和顺磁特性能，广泛应用于核磁共振当中作为造影剂，可以增强分辨率，适合生物体的应用。但是目前合成的纳米粒子的存在着粒径比较大，发光颜色单一、发光强度较弱等问题，所以研究如何制备形貌可控，粒径较为均匀，发光强度比较强的纳米粒子是研究的重点。本文采用溶剂热的方法制备Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Ln(Ln=Er3+,Tm3+)纳米粒子。并研究Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Ln(Ln=Er3+,Tm3+)纳米粒子以及核壳包覆的NaGdF4:Yb3+,Ln(Ln=Er3+,Tm3+),Mn2+@NaDyF4纳米粒子的相结构、形貌、发光强度的变化规律。
　　采用溶剂热的方法合成Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Er3+纳米粒子和NaGdF4:Yb3+,Tm3+纳米粒子。研究了Mn2+掺杂的纳米粒子结构、形貌、粒径的变化规律。掺杂不同浓度的Mn2+之后，NaGdF4:Yb3+,Er3+纳米粒子和NaGdF4:Yb3+,Tm3+纳米粒子相结构都没有发生变化，粒子大小比较均匀，粒径变化也比较小，形貌为球形,并且形貌比较均匀。
　　对Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Er3+纳米粒子和NaGdF4:Yb3+,Tm3+纳米粒子的发光性能进行研究。对于Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Er3+纳米粒子，当Mn2+离子的浓度为60 mol％时红光和绿光的发光强度最强，红光的增强的倍数为67倍，绿光的增强倍数为45倍。对于Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Tm3+纳米粒子，当掺杂浓度为20%时，蓝光发光最强；Mn2+掺杂浓度为30%mol时，红光发光强度最强。
　　制备核壳包覆的NaGdF4:20%Yb3+,2%Er3+,60%Mn2+@NaDyF4纳米粒子和NaGdF4:20%Yb3+,2%Tm3+,20%Mn2+@NaDyF4纳米粒子。核壳包覆的纳米粒子相结构都没有发生变化，但是结晶度变强。核壳包覆的NaGdF4:Yb3+,Er3+,Mn2+@NaDyF4纳米粒子，形貌近似为圆形，形貌比较均匀，包覆后粒子的半径变大。核壳包覆的NaGdF4:Yb3+,Tm3+,20%Mn2+@NaDyF4纳米粒子，形貌近似为椭圆形，包覆之后粒径也变大。
　　NaGdF4:20%Yb3+,2%Er3+,60%Mn2+@NaDyF4纳米粒子在包覆核壳之后绿光的发光强度提高了30%。NaGdF4:20%Yb3+,2%Tm3+,20%Mn2+@NaDyF4纳米粒子包覆核壳之后蓝光的发光性能较之前提高了267%。

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第1章 绪 论

1.1研究的背景及意义

1.2 稀土掺杂上转换发光材料

1.3 稀土上转换材料的发光机理

1.4 稀土上转换材料国内外研究现状

1.5 主要研究内容

第2章 实验材料及试验方法

2.1 实验材料

2.2 Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Ln(Ln=Er3+,Tm3+)纳米粒子的制备

2.3核壳结构的NaGdF4:Yb3+,Er3+,Mn2+@NaDyF4的制备过程

2.4微观结构与性能表征

第3章 Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Er3+纳米粒子的制备与表征

3.1 引言

3.2 Mn2+掺杂对结构和形貌的影响

3.3 Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Er3+纳米粒子的形貌与粒径分析

3.4 Mn2+掺杂对上转换发光的影响

3.5 Mn2+掺杂对纳米粒子上转换发光机制的影响

3.6本章小结

第4章 Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Tm3+纳米粒子的制备与表征

4.1 引言

4.2 Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Tm3+纳米粒子纳米粒子的结构

4.3 Mn2+掺杂的NaGdF4:Yb3+,Tm3+的形貌及粒径表征

4.4 Mn2+掺杂对纳米粒子上转换发光的影响

4.5 本章小结

第5章 NaGdF4:Yb3+,Ln(Ln=Er3+,Tm3+),Mn2+@NaDyF4核壳结构纳米粒子的制备与表征

5.1 引言

5.2 NaGdF4:20%Yb3+,2%Er3+，60%Mn2+@NaDyF4的制备与表征

5.3 NaGdF4:20%Yb3+,2%Tm3+,20%Mn2+@NaDyF4的制备与表征

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢