稀土氟化物上转换发光材料的制备

《NaScF4_Yb,Er上转换纳米材料的制备及发光性能研究》篇一NaScF4_Yb,Er上转换纳米材料的制备及发光性能研究一、引言近年来，上转换纳米材料（UCNs）因其在生物成像、光子学、医疗诊断等多个领域的广泛应用而备受关注。

其中，基于氟化物体系的上转换纳米材料因具有优良的化学稳定性、高的折射率和高效率的上转换发光性能，受到了科研人员的特别关注。

NaScF4作为氟化物的一种，其上转换性能具有较高的研究价值。

本篇论文将主要研究NaScF4:Yb,Er上转换纳米材料的制备方法以及其发光性能的研究。

二、NaScF4:Yb,Er上转换纳米材料的制备2.1 材料与方法我们采用了水热合成法来制备NaScF4:Yb,Er上转换纳米材料。

在合成过程中，通过调整稀土离子的掺杂浓度、温度、压力以及反应时间等参数，实现对纳米材料尺寸和形貌的控制。

2.2 制备过程首先，将稀土离子Yb和Er的硝酸盐溶液与氟化钠溶液混合，形成均匀的混合溶液。

然后，将混合溶液置于水热反应釜中，在一定的温度和压力下进行反应。

反应完成后，将得到的产物进行离心、洗涤、干燥等处理，最终得到NaScF4:Yb,Er上转换纳米材料。

三、发光性能研究3.1 发光性能测试我们采用荧光光谱仪对NaScF4:Yb,Er上转换纳米材料的发光性能进行了测试。

通过改变激发光的波长和强度，观察样品的上转换发光强度和颜色变化。

3.2 发光机制分析根据测试结果，我们发现NaScF4:Yb,Er上转换纳米材料具有较高的上转换发光效率。

其发光机制主要为稀土离子之间的能量传递过程，即Yb3+离子吸收近红外光后，将能量传递给Er3+离子，从而实现上转换发光。

此外，我们还发现，通过调整Yb和Er的掺杂浓度，可以有效地调控样品的发光颜色和强度。

四、结果与讨论4.1 制备结果通过水热合成法，我们成功制备了NaScF4:Yb,Er上转换纳米材料。

样品的形貌和尺寸可以通过调整反应参数进行控制。

稀土上转换发光材料研究进展作者：张晓君来源：《科技资讯》 2011年第27期张晓君(东北电力大学化学工程学院吉林省吉林市 132012)摘要:本文简要介绍了稀土上转换发光材料的研究进展,并对其作为生物分子荧光标记探针的应用进行了探讨。

关键词:上转换材料稀土研究进展中图分类号:O482 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(c)-0052-01稀土上转换发光材料是指材料吸收能量较低的光子时却能够发出较高能量的光子的材料,或者也可以说是受到某种光激发时,材料可以发射比激发光波长短的荧光材料。

由此可知,上转换发光的本质是一种反Stokes发光。

一般来说,稀土离子上转换发光所用介质是晶体或玻璃态物质,通过激发态吸收或者各种能量的传递过程,稀土离子被激发至高于泵浦光子能量的能级,向下跃迁而发射上转换荧光。

早在1959年,就已经出现了利用960nm的红外光激发多晶ZnS,观察到了525nm绿色发光的报道。

但由于早期最好的上转换材料的发光效率还不超过1‰,并且由于发光二极管的发射峰与上转换材料的激发峰匹配的不是特别理想,因此并没有达到实用化的水平。

1962年,上转换发光现象又在硒化物中得到了进一步的证实,红外辐射转换成可见光的效率达到了相当高的水平。

1966年,Auzel在研究钨酸镱钠玻璃时意外发现,当基质材料中掺入Yb3+离子时,Er3+、Ho3+和Tm3+离子在红外光激发时,可见发光几乎提高了两个数量级,由此正式提出了“上转换发光”的观点。

在此后的十几年内,上转换材料就发展成为了一种把红外光转变为可见光的有效材料,并且达到了实用的水平。

例如,上转换材料与发红外光的Si-GaAs发光二极管(LED)配合,能够得到绿光,其效率可以与GaP发光二极管媲美,这可以说是很大的突破。

它还可以用于各类半导体激光器的红外检测、红外发光二极管发射光跟踪、YAG等大型激光器的校对等。

20世纪90年代初,利用上转换材料实现激光输出获得了令人振奋的成果:不仅在低温下(液氮温度),于光纤中实现了激光运转,而且在室温下,在氟化物晶体中也成功地获得了激光运转,光-光转换效率超过了1%,高达1.4%,从而使红外激发上转换材料在显示、光计算和信息处理等领域显示了广泛的实用前景。

“稀土上转换发光纳米材料”资料合集目录一、稀土上转换发光纳米材料的应用二、稀土上转换发光纳米材料用于近红外光激发的光动力治疗联合肿瘤基因治疗的研究三、稀土上转换发光纳米材料用于小动物成像研究四、稀土上转换发光纳米材料及生物传感研究进展五、稀土上转换发光纳米材料的制备及生物医学应用研究进展六、稀土上转换发光纳米材料的制备及其在生物医学成像中的应用稀土上转换发光纳米材料的应用随着社会的快速发展，能源问题已成为全球关注的焦点。

太阳能作为一种清洁、可再生的能源，具有巨大的开发潜力。

有机太阳能电池作为一种新型的太阳能电池，因其独特的优点和潜在的应用前景，受到了广泛关注。

本文将对有机太阳能电池的研究现状与进展进行简要概述。

有机太阳能电池是一种利用有机材料制成光电转换器件的太阳能电池。

相较于传统的硅基太阳能电池，有机太阳能电池具有质量轻、可弯曲、制备工艺简单等优点。

同时，有机材料种类繁多，可选择性广，有助于实现低成本、高性能的太阳能电池制备。

目前，有机太阳能电池的研究主要集中在以下几个方面：材料设计：针对有机太阳能电池的光电转换效率、稳定性等性能指标，设计并合成新型有机材料是关键。

研究人员通过分子设计、材料掺杂等技术手段，不断提高有机材料的吸收能力、电荷传输性能和稳定性。

界面工程：界面结构对有机太阳能电池的性能具有重要影响。

研究人员通过优化电极界面、活性层与电极之间的界面结构，降低界面电阻，提高电荷的收集效率。

器件结构：器件结构是影响有机太阳能电池性能的重要因素之一。

目前常见的器件结构有单层结构、双层结构和多层结构等。

研究人员通过优化器件结构，提高光电转换效率和稳定性。

工艺优化：制备工艺对有机太阳能电池的性能和成本具有重要影响。

研究人员通过优化制备工艺，实现低成本、高效、大规模的制备。

近年来，有机太阳能电池的研究取得了显著进展。

在材料设计方面，新型有机材料不断涌现，光电转换效率得到了显著提升。

在界面工程和器件结构方面，通过优化设计，提高了电荷的传输和收集效率，同时降低了能量损失。

稀土氟化物及其发光性质介绍化学与环境科学学院化学教育2005级蒙班苏雅乐其其格 200513512指导教师德格吉呼副教授摘要稀土发光材料是稀土研究的一个主要方向，其中稀土氟化物是稀土发光材料的重要部分之一。

稀土与氟化物具有独特的性质：稀土元素内层4f轨道具有不充满性，留有填充电子的空位。

氟是元素周期表中电负性最大的元素，解离能低，所以氟化物有离子性强,绝缘性好，折射率小等特性。

在本论文中主要介绍了稀土氟化物的有些性质和制备方法及其它的发光性质。

关键词稀土，氟化物，发光性质周期表中第六周期ⅢB族这个位置代表了57号元素La到72号元素Lu,共15种元素，统称为镧系元素，与ⅢB族另两种元素以镱(Y)，钪(Sc)合称为稀土元素[1]。

“稀土”这一名称起因于它们的矿藏稀散，认识较晚，并且有“土性”。

“稀土并不稀”，稀土元素作为整体来说，并不稀少，现已探明稀土元素在地壳中的总储藏量达0.0153%，可供人类开采使用500年以上[2～3] 。

他们的活泼性仅次于碱金属和碱土金属[4]。

稀土被人们称为新材料的“宝库”，已被美国，日本等国家列为发展高技术产业的关键元素，其开发和应用将会引发一场新的技术革命。

所以，大力研究和推广稀土的应用对科技创新具有十分深远的意义[5]。

现在我们只要谈到发光，几乎不能不谈及稀土，稀土发光几乎涵盖了现今整个固体发光的领域，稀土发光材料是稀土研究的一个主要方向，稀土发光材料目前已广泛应用于照明，显示和检测三大领域[6]。

稀土是一个巨大的发光材料宝库，元素周期表中从原子序数57-71的15个镧系元素加上钪和镱共17个稀土元素，无论他们被用作发光材料的基质成分还是被用作激活剂，一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料[7]。

稀土元素由于4f电子处于内层能级，被S和P轨道有效屏蔽，f-f跃迁呈现尖锐的现状光谱且具有长寿命激发态构成了其发光的独特优势，另一方面，稀土元素作为配合物的中心原子其配位数丰富多变，通过稀土离子与丰富多变配位体的相互作用，又可以在很大程度上改变，修饰和增强其发光特性，产生了十分丰富的吸收和荧光信息[8]。

第37卷第9期2009年9月化　工　新　型　材　料N EW CH EMICAL MA TERIAL S Vol 137No 19・5・基金项目:国家自然科学基金(20876002),北京市自然科学基金重点项目(2091002),北京市自然科学基金(2082009),北京市属高等学校人才强教计划资助项目作者简介:杜海燕(1956-),女,教授,从事功能材料的研究。

联系人:孙家跃(1955-),男,教授,博导,从事无机功能材料的研究。

上转换发光材料及发光效率研究及展望杜海燕　杨志萍　孙家跃3(北京工商大学化工学院,北京100037)摘　要　综述了上转换发光材料的进展。

介绍了上转换发光的基本机制,较新的上转换发光材料,并分析了发光效率的影响因素。

对上转换发光材料的发展进行了展望。

关键词　上转换,稀土离子,发光材料R esearch status and prospect of upconversion luminescencematerials and luminescence eff iciencyDu Haiyan Yang Zhiping Sun Jiayue(School of Chemical Engineering ,Beijing Technology and Business U niversity ,Beijing 100037)Abstract The research progress of upconversion luminescence materials were summarized ,the basic mechanisms ofupconversion luminescence and the sorts of upconversion luminescence materials were introduced.The factors affecting the luminescence efficiency was analyzed.The development of upconversion luminescence materials were prospected.K ey w ords upconversion ,rare earth ion ,luminescence material 大多数稀土发光材料是利用稀土离子吸收高能量的短波辐射,发出低能量长波辐射的Stokes 效应。

稀土发光纳米材料的合成与发光性能实验报告一、实验目的1.用共沉淀法、水热法制备稀土发光纳米材料；2.用荧光光谱仪测试稀土发光材料的发射光谱；3.了解不同制备工艺及各工艺参数对纳米材料产物晶相、尺寸、形貌的影响；4.了解稀土离子上、下转换发光的原理及特征。

二、实验原理1.共沉淀法共沉淀法是指在溶液中含有两种或多种阳离子, 它们以均相存在于溶液中, 加入沉淀剂, 经沉淀反应后, 可得到各种成分的均一的沉淀, 它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。

共沉淀法, 就是在溶解有各种成份离子的电解质溶液中添加合适的沉淀剂, 反应生成组成均匀的沉淀, 沉淀热分解得到高纯纳米粉体材料。

共沉淀法的优点在于: 其一是通过溶液中的各种化学反应直接得到化学成分均一的纳米粉体材料, 其二是容易制备粒度小而且分布均匀的纳米粉体材料。

化学共沉淀法制备ATO粉体具有制备工艺简单、成本低、制备条件易于控制、合成周期短等优点, 已成为目前研究最多的制备方法。

化学共沉淀法是把沉淀剂加入混合后的金属盐溶液中, 使溶液中含有的两种或两种以上的阳离子一起沉淀下来, 生成沉淀混合物或固溶体前驱体, 过滤、洗涤、热分解, 得到复合氧化物的方法。

沉淀剂的加入可能会使局部浓度过高, 产生团聚或组成不够均匀。

化学共沉淀法不仅可以使原料细化和均匀混合, 且具有工艺简单、煅烧温度低和时间短、产品性能良好等优点。

.2.溶剂热法溶剂热法是水热法的发展, 它与水热法的不同之处在于所使用的溶剂为有机溶剂而不是水。

在溶剂热反应中, 通过把一种或几种前驱体溶解在非水溶剂, 在液相或超临界条件下, 反应物分散在溶液中并且变的比较活泼, 反应发生, 产物缓慢生成。

该过程相对简单而且易于控制, 并且在密闭体系中可以有效的防止有毒物质的挥发和制备对空气敏感的前驱体另外, 物相的形成、粒径的大小、形态也能够控制, 而且, 产物的分散性较好。

在溶剂热条件下, 溶剂的性质（密度、粘度、分散作用)相互影响, 变化很大, 且其性质与通常条件下相差很大, 相应的, 反应物（通常是固体）的溶解、分散过及化学反应活性大大的提高或增强。