稀土核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、本文以多元醇為溶劑，稀土氯化物為原料，NaOH為沉淀劑，合成出了稀土離子摻雜的球形的Gd2O3納米核，然后利用正硅酸乙酯（TEOS）和3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）水解縮聚的作用在納米核表面包裹上聚硅氧烷殼層形成Gd2O3：Tb3+/SiOx，殼層的包覆能夠提高納米顆粒的穩(wěn)定性，并為下一步與生物分子連接，實(shí)現(xiàn)生物醫(yī)藥方面的應(yīng)用提供了可能。為制備出發(fā)光性能優(yōu)良的核殼結(jié)構(gòu)納米材料，首先研究了兩種稀土摻雜離子（Tb3+和Eu3+）對(duì)Gd

2、2O3納米核發(fā)光性能的影響，隨后研究了不同包覆比例（包覆試劑中的Si與前驅(qū)體中Gd的摩爾比例）以及不同分子量PEG溶劑對(duì)Gd2O3：Tb3+/SiOx發(fā)光性能的影響。利用馬爾文激光粒度儀、TEM、SEM、熒光光譜等手段對(duì)樣品的尺寸、微觀形貌和發(fā)光性能進(jìn)行表征，對(duì)影響納米顆粒尺寸及發(fā)光性能的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
　　（1）Eu3+和Tb3+共摻雜Gd2O3的發(fā)射光譜有545nm和612nm兩個(gè)較強(qiáng)的發(fā)射峰，固定5％Tb3+

3、摻雜，隨著Eu3+摻雜比例的升高，兩發(fā)射峰強(qiáng)度在Eu3+摻雜2%時(shí)達(dá)到最大，超過2%后開始下降，表明存在Eu3+→Tb3+的能量傳遞且Eu3+的猝滅濃度為2%；固定2%Eu3+摻雜，隨著Tb3+摻雜比例的升高，545nm的發(fā)射峰強(qiáng)度在5%Tb3+摻雜時(shí)達(dá)到最大，超過5%后發(fā)光又開始減弱，分析是發(fā)生了Tb3+的濃度猝滅，而隨著Tb3+摻雜濃度的上升，612nm處發(fā)射峰強(qiáng)度逐漸降低，驗(yàn)證了產(chǎn)物中Eu3+→Tb3+的能量傳遞。綜合看來Gd2O

4、3：5%Tb3+，2%Eu3+的發(fā)光性能最好。
　　（2）包覆比例越大，納米顆粒的尺寸及殼層的厚度越大。隨著包覆比例的升高，發(fā)光強(qiáng)度先略微下降然后上升，至包覆比例為4:1時(shí)發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大，超過4:1后發(fā)光又開始減弱。包覆比例為4:1時(shí)Gd2O3:Tb3+/SiOx的發(fā)光性能最佳。
　?。?）不同分子量 PEG溶劑中合成的 Gd2O3∶Tb3+/SiOx尺寸區(qū)別較大， PEG200溶劑最大程度的促進(jìn)了納米顆粒的長(zhǎng)大。隨著Gd