Eu3+掺杂Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃的制备与荧光性能研究

采用高温熔融法制备了Eu³⁺掺杂Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂荧光玻璃,探讨了成分对该体系玻璃形成能力的影响,并对不同Eu³⁺掺杂浓度下的荧光性能进行了研究.结果表明,熔融温度为1500℃条件下,SiO₂含量对该体系的玻璃形成能力影响明显,Y/Al摩尔比为3/5时,SiO₂含量在52%-68%(摩尔分数)范围内时可以获得玻璃.掺杂Eu³⁺的Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂玻璃具有荧光性能,在395nm波长激发下,在588 nm和614 nm处出现明显的发射峰.随着Eu³⁺掺杂浓度的增加,该荧光玻璃的发射波长不变,但发射强度有所变化;当Eu³⁺掺杂浓度为1.5%(摩尔分数)时,特征发射峰强度最大.     

稀土Yb3+/Tm3+掺杂NaGd(MO4)2荧光粉的制备及其光致发光

近年来稀土掺杂的上转换发光材料在太阳能电池、工业照明和医学等领域的应用越来越受到重视,目前的研究主要集中于新型高效稀土上转换发光材料的开发。对于发光材料的制备,基质的选择尤为重要,钼酸盐因具有稳定的物理化学性能、低的声子能量而从众多基质中脱颖而出。本文选择钼酸盐为稀土离子掺杂的基质材料,采用水热法制备了Tm、Yb离子掺杂的NaGd(MoO₄)₂样品。通过改变离子掺杂的浓度,探究了NaGd(MoO₄)₂荧光粉的发光特性。研究表明,在980 nm激光照射下,NaGd(MO₄)₂∶Yb³⁺/Tm³⁺在477 nm处发射蓝色荧光,在648 nm处发射红色荧光。固定Yb³⁺的掺杂摩尔分数为6%,改变Tm³⁺的掺杂摩尔分数分别为0、0.5%、1%和2%时,发现随着Tm³⁺掺杂摩尔分数的增加,477 nm处的发射峰的强度先升高后降低,当Tm³⁺     

高长径比管式反应器内壁SiO2与TiO2钝化层的原子层沉积制备及抗积碳性能

采用原子层沉积技术(ALD)在不锈钢微通道管式反应器内壁沉积二氧化硅(SiO₂)和二氧化钛(TiO₂)薄膜, 以抑制碳氢燃料热裂解过程中由于金属催化作用导致的结焦. 使用石英晶体微天平(QCM)测得SiO₂和TiO₂薄膜的生长速率分别为0.15 nm/周期和0.11 nm/周期, 因此可以通过改变沉积周期数精确控制钝化层的厚度. 在结焦实验中, 当钝化膜层较薄时, 其抗积碳钝化作用较弱; 随着钝化薄膜厚度的增加, 其钝化作用逐渐增强, 微通道反应器的运行寿命显著延长. 实验表明, TiO₂薄膜的抗积碳钝化性能普遍优于SiO₂薄膜. 沉积周期数为1000的TiO₂膜层具有最佳的抗积碳钝化效果, 能够使反应器的运行时间延长4~5倍.     

改性SiO2载体对邻菲咯啉钌荧光特性及氧敏感荧光膜性能的影响

为提高极性荧光指示剂Ru(dpp)₃Cl₂在非极性硅橡胶中的分散性,以沉淀白炭黑、气相白炭黑和甲基MQ树脂,载负荧光指示剂Ru(dpp)₃Cl₂,再填充到二甲基硅橡胶(PDMS)中,制备氧敏感荧光膜.以分光光度计和荧光光谱仪,研究载体种类对Ru(dpp)₃Cl₂的吸附性、荧光特性及氧敏感荧光膜性能的影响.白炭黑载负Ru(dpp)₃Cl₂的荧光发射光谱相对其稀溶液约红移20 nm.载体表面的甲基可减弱SiO₂载体对Ru(dpp)₃Cl₂分子的吸附性和相互作用,减少荧光发射光谱的红移12 nm,提高荧光强度近10倍.白炭黑有助改善Ru(dpp)₃Cl₂在PDMS中的分散性和氧敏感荧光膜的荧光输出和猝灭比,尤以MQ树脂的效果最为显著.     

TiO2-PTPAT纳米核/壳结构复合膜的制备及电致变色性能

通过水热法在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃基底上制备了垂直生长的二氧化钛(TiO₂)纳米棒阵列, 以TiO₂纳米棒阵列为模板采用电化学聚合法, 原位制备了TiO₂-聚三[2-(4-噻吩)苯]胺(PTPAT)纳米核/壳结构的复合薄膜, 相比于纯PTPAT薄膜, TiO₂-PTPAT复合薄膜显示出更好的电致变色(EC)性能. PTPAT薄膜在600 nm波长下的对比度为28%, 在1100 nm波长下的对比度为60%, 其褪色时间为3.86 s, 着色时间为5.52 s; TiO₂- PTPAT复合薄膜在600 nm波长下的对比度为43%, 在1100 nm波长下的对比度为79%, 其褪色时间为3.35 s, 着色时间为4.43 s, 表明核/壳复合结构薄膜的光学对比度和响应时间性能更加优异. 将PTPAT薄膜和TiO₂-PTPAT复合薄膜作为电致变色层组装成固态EC器件, 基于复合薄膜的器件具有更好的循环稳定性和更高的耐受电压. 复合薄膜在保持PTPAT薄膜原有的EC性能的基础上, 由于有序生长的纳米阵列结构的引入增加了薄膜的比表面积, 为电致变色过程中离子的掺杂和脱掺杂提供了更多有序通道, 从而加快了离子扩散速度. TiO₂阵列的引入也改善了聚合物薄膜与透明导电电极之间的界面结合情况, 从而提升了器件的稳定性.     

三联噻吩衍生物功能化SiO2反蛋白石光子晶体荧光薄膜的制备及应用

将单分散聚苯乙烯微球乳液与SiO₂溶胶均匀混合后, 于恒温恒湿条件下, 竖直沉积共组装制备得到蛋白石型光子晶体薄膜, 然后利用牺牲模板法制得SiO₂反蛋白石光子晶体薄膜. 该薄膜依次经过浓硫酸与过氧化氢混合液、 3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液、 三联噻吩的三氯甲烷溶液和硼氢化钠的甲醇溶液处理后, 得到三联噻吩衍生物功能化的SiO₂反蛋白石光子晶体. 结果表明, 制备得到的光子晶体薄膜在512 nm处有荧光发射, 经紫外辐射后荧光猝灭, 甲醛气氛下458 nm处又出现新的荧光发射峰. 在甲醛气氛下20 s即可观察到荧光发射, 空气氛围下可恢复, 10次循环仍可保持强的荧光发射, 可重复性良好. 以无反蛋白石光子晶体结构的三联噻吩衍生物的平滑膜与甲醛作用的体系作为参比, 以330和400 nm聚苯乙烯微球为模板制备的三联噻吩功能化反蛋白石光子晶体, 在甲醛气氛中发射的荧光分别增强47.5和78.6倍. 这是由于光子晶体光子禁带的红带边和蓝带边与荧光发射波长相重叠, 产生了慢光子效应, 极大地增强了发射的荧光强度.     

甲基三乙氧基硅烷修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜的发光性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法, 以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为先驱物, 盐酸为催化剂, 用二步水解法制备了Ti3+/SiO2薄膜和甲基三乙氧基硅烷修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜. 采用红外光谱仪、X射线衍射仪、椭偏仪、荧光光谱仪等对膜层性质进行了分析. 结果表明, 掺杂Ti3+的SiO2薄膜分别在250 nm附近有一弱的激发峰, 294 nm附近有一强的激发峰, 在393 nm附近出现一强的发射峰. IR光谱发现, MTES修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜的Si—OH的吸收峰强度比Ti3+/SiO2薄膜的略减小, Si—O—Si的吸收峰明显增强, 表明复合薄膜硅氧网络结构更规则, 有利于Ti3+的均匀分散. Ti3+/SiO2薄膜与复合薄膜的孔隙率分别为13.64%和6.66%, 表明MTES的加入使薄膜更致密. 在空气中陈放30 d后, Ti3+/SiO2薄膜已经检测不到荧光发射峰, 而MTES修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜荧光强度只下降了18%. 在氮气中陈放30 d后, 普通薄膜与复合薄膜的荧光强度均仅下降了10%. 表明Ti3+的荧光猝灭的主要原因是由于Ti3+被氧化造成的. 溶胶中加入MTES后, 薄膜表面结构得到改善, 有效地防止了Ti3+的氧化, 荧光强度更稳定.     

RE-B共掺杂片层TiO2的合成及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,利用钛酸四丁酯、硝酸镧、硝酸铈和硼酸为原料,对TiO₂光催化剂进行稀土-B(RE-B)的共掺杂改性制备和性能研究。采用X-射线衍射法(XRD)、冷场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱和荧光(PL)光谱对制得样品的相组成、表面形貌结构、表面元素组成、光响应范围及带隙能和电子-空穴的复合情况进行了初步分析。结果表明,所制掺杂TiO₂的组成均为锐钛矿型,掺杂使晶格发生了较大畸变,且细晶粒由未掺杂的27 nm减小到RE-B-TiO₂的10 nm,形貌为片层状不规则堆放状态存在。XPS结果表明掺杂元素有效进入二氧化钛, PL谱显示共掺杂可有效延长光催化剂的载流子寿命。掺杂后吸收边均红移, La-B-TiO₂由TiO₂的405 nm移动到466 nm,相应地禁带宽度减小了0.4 eV。光催化实验表明:2 h内降解亚甲基蓝(MB)时掺杂能够同时提高紫外和可见光下二氧化钛的光催化效率,而共掺杂的降解效果又优于单掺杂, La-B-TiO₂紫外光下的降解率达到80.67%,为同等条件下纯TiO₂的2.7倍,可见光下的降解率为74.78%。     

ZnO-TiO2和WO3-TiO2复合薄膜光催化剂的制备与性能

采用溶胶一凝胶法在多孔钛片上制备了 ZnO-TiO₂和WO₃-TiO₂复合半导体光催化剂,用甲基橙的光催化降解反应对所得薄膜的催化活性进行评价,并通过XRD和DTA等手段对样品进行了表征.结果表明,ZnO和WO₃的掺入降低了TiO₂的相转变温度,ZnO适宜掺杂量为0.1 mol%, WO₃适宜掺杂量为0.5 mol%, ZnO-TiO₂和WO₃-TiO₂复合薄膜比纯TiO₂薄膜光催化活性分別高出77.0%和96.7%.     

表面敏化TiO2基复合薄膜的能带结构与光致电荷转移的研究

采用离子束溅射方法制备出TiO₂/ITO, Zr^4＋掺杂的TiO₂(TiO₂-Zr)/ITO和ZrO₂/TiO₂/ITO复合薄膜. 利用表面敏化方法制备出(1,10-邻菲咯啉)₂(3,4,5-三氟苯基)咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉钌混配配合物[Rup₂O](p＝1,10-邻菲咯啉, O＝(3,4,5-三氟苯基)咪唑并[5,6-f]邻菲咯啉)/TiO₂/ITO, Rup₂O/TiO₂-Zr/ITO和Rup₂O/ZrO₂/TiO₂/ITO表面敏化TiO₂基复合薄膜. 表面光电压谱(SPS)表明, 表面敏化TiO₂基复合薄膜在400～600和350 nm产生的SPS响应峰的峰高比与TiO₂基复合薄膜的结构密切相关. 利用电场诱导表面光电压谱(EFISPS)确定了复合薄膜的能带结构, 其结果分析表明, 400～600 nm的SPS响应峰主要源于Rup₂O分子的中心离子Ru 4d能级到配体邻菲咯啉p₁^*和配体咪唑并邻菲咯啉p₂^*跃迁|TiO₂禁带内Zr^4＋掺杂能级的存在减小了光生载流子的复合, 增加导带光生电子的数量|ZrO₂/TiO₂异质结构的存在有利于光生电子向ITO表面的转移, 从而导致400～600 nm和350 nm SPS响应峰的峰高比的增加, 意味着光致电荷转移效率的提高.     

溶胶-凝胶法制备掺Sm3+的SiO2玻璃的结构及发光性能

利用溶胶-凝胶技术制备了掺不同量Sm3+和不同退火温度下的SiO2凝胶和玻璃,通过三维荧光光谱、激发光谱、发射光谱的测试,确定了Sm3+在SiO2凝胶玻璃中的最佳激发波长为360 nm,最强发射波长为610 nm,激发光谱的峰位置在360、393、464 nm处,发射光谱的峰位置在578、591、595、610、732nm处,分别归属于4G5/2-6H5/2、4G5/2-6H7/2、4G5/2-6H11/2跃迁,并证明当掺杂量达到1.15%时,Sm3+的发光最强,当Sm3+的掺杂量超过1.15%时,发生浓度猝灭效应.     

Preparation and photoluminescence properties of Y2SiO5:Eu3+ nanocrystals

The sol-emulsion-gel method is used for the preparation of about 5-7 nm size Eu2O3 doped and coated Y2SiO5 nanoparticles at 1300 degrees C. Here, we report the role of surface coating, dopant concentration and temperature of heating on the modification of crystal structure and the photoluminescence properties of Y2SiO5:Eu3+ nanocrystals. It is found that photoluminescence properties are sensitive to the crystal structure which is again controlled by surface coating, concentration and heating temperature. The decay times are 0.76, 1.14, 1.23 and 1.40 ms for 0.25, 0.5, 1.0 and 2.5 mol% Eu2O3 doped Y2SiO5 nanocrystals prepared at 1100 degrees C (X1-Y2SiO5). However, in X2-Y2SiO5 crystal phase (at 1300 degrees C) the average decay times are 1.05, 1.35, 1.55 and 1.60 ms for 0.25, 0.5, 1.0 and 2.5 mol% Eu2O3 doped Y2SiO5 nanocrystals, indicating the photoluminescence properties depend on both the crystal structure and the concentration of ions. The emission intensity of the peak at 612 nm (5D0-->7F2) of the Eu3+-ions is found to be sensitive to the doping and surface coating of Y2SiO5 nanocrystals. The decay times are 1.55 and 1.70 ms for 1300 degrees C heated 1.0 mol% Eu2O3 doped and coated Y2SiO5 nanocrystals, respectively. Our analysis suggests that the site symmetry of ions plays a most important role in the modification of radiative relaxation mechanisms and as a result on the overall photoluminescence properties.     

硅掺杂碳量子点荧光猝灭法测定水样中铜(Ⅱ)

3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)与戊二醛(GA)混合前驱物合成的硅掺杂碳量子点(SDCQDs),其最大吸收、激发和发射波长分别为259,245,395 nm,量子产率为13.60%,XPS谱图表明碳量子点掺杂Si,且富含甲亚胺基团和硅氧键。Cu~(2+)对碳量子点荧光产生猝灭作用,依据Cu~(2+)浓度与碳量子点荧光强度猝灭率的相关性,建立碳量子点荧光探针测定水样中Cu~(2+)的分析方法,其它金属离子对Cu~(2+)干扰程度较小,回收率为91.4%~100.8%,检出限为0.13μmol/L,相对标准偏差为0.20%~0.92%。     

掺杂稀土配合物的无机/高分子纳米杂化薄膜的 制备与发光性能

通过在溶胶-凝胶过程中引入高分子组分,并将稀土配合物掺杂其中的方法得到了具有良好发光性能的无机/高分子杂化薄膜,它们有很好的韧性和透明性,测定了薄膜的荧光光谱和荧光寿命,发现它们均发射出稀土离子的特征荧光且寿命比本体配合物增长。透射电镜的观察表明配合物在SiO~2/高分子互穿网络中分布较均匀,分散尺度在20～30nm之间。     

基于BHHCT-Eu3+@SiO2荧光稀土二氧化硅纳米颗粒的免疫层析试纸条检测卡那霉素

采用微波辅助合成的荧光稀土二氧化硅纳米颗粒(BHHCT-Eu3+@SiO2)为标记物,建立了快速定量检测卡那霉素(Kana)残留的荧光免疫层析方法.实验结果表明,微波辅助合成的BHHCT-Eu3+@SiO2纳米颗粒呈球形,粒径约36 nm,具有良好的荧光发射性能,最大吸收波长和最大发射波长分别为343和615 nm.将BHHCT-Eu3+@SiO2与卡那霉素抗体(Kana-ab)通过醛基化葡聚糖交联,合成了荧光标记抗体Eu3+-Kana-ab,结合定量侧向层析读数仪,建立了牛奶中Kana残留的快速定量检测方法,对Kana的检出限(IC10)为0.85 ng/mL,半数抑制浓度(IC50)为12.76 ng/mL,检测范围(IC20-IC80)为3.0~76.0 ng/mL,牛奶中的Kana的加标回收率范围为93.7%~97.4%,RSD为3.1%~4.6%,与Kana类似物的交叉反应均<1%.牛奶中Kana残留的测定结果与ELISA方法相关性良好.     

溶剂效应制备核壳纳米银及荧光素金属增强荧光

直链或支链高分子可用来制备和稳定纳米材料,具有丰富羟基的高分子通过分子间和分子内氢键作用形成分子级别的"胶囊",用作生长纳米颗粒的模板[1].可溶性淀粉主要是直链淀粉,是由多个葡萄糖单元构成的含有丰富羟基的高分子,同时具有疏水性和亲水性[2].     

Highly luminescent CdSe/Cd(x)Zn(1-x)S quantum dots coated with thickness-controlled SiO2 shell through silanization

A silanization technique of hydrophobic quantum dots (QDs) was applied to SiO(2)-coated CdSe/Cd(x)Zn(1-x)S QDs to precisely control the SiO(2) shell thickness and retain the original high photoluminescence (PL) properties of the QDs. Hydrophobic CdSe/Cd(x)Zn(1-x)S core-shell QDs with PL peak wavelengths of 600 and 652 nm were prepared by a facile organic route by using oleic acid (OA) as a capping agent. The QDs were silanized by using partially hydrolyzed tetraethyl orthosilicate by replacing surface OA. These silanized QDs were subsequently encapsulated in a SiO(2) shell by a reverse micelles synthesis. The silanization plays an important role for the QDs to be coated with a homogeneous SiO(2) shell and retain a high PL efficiency in water. Transmission electron microscopy observation shows that the shells are 1-9 nm with final particle sizes of 10-25 nm, depending on the initial QD size. In the case of short reaction time (6 h), the QDs were coated with a very thin SiO(2) layer because no visible SiO(2) shell was observed but transferred into the water phase. The silica coating does not change the PL peak wavelength of the QDs. The full width at half-maximum of PL was decreased 4 nm after coating for QDs emitting at both 600 and 652 nm. The PL efficiency of the SiO(2)-coated is up to 40%, mainly determined by the initial PL efficiency of the underlying CdSe/Cd(x)Zn(1-x)S QDs.     

Fluorescent sensor for Cu2+ with a tunable emission wavelength

A concept of fluorescent metal ion sensing with an easily tunable emission wavelength is presented and its principle demonstrated by detection of Cu(2+). A fluorescein dye was chemically modified with a metal chelating group and then attached to the terminus of ss-DNA. This was combined with a complementary ss-DNA modified with another fluorescent dye (ATTO 590), emitting at a longer wavelength. In the assembled duplex, fluorescence resonance energy transfer (FRET) between the fluorescein donor (excited at 470 nm) and the ATTO 590 acceptor (emitting at 624 nm) is observed. Proper positioning within the rigid DNA double helix prevents intramolecular contact quenching of the two dyes. Coordination of paramagnetic Cu(2+) ions by the chelating unit of the sensor results in direct fluorescence quenching of the fluorescein dye and indirect (by loss of FRET) quenching of the ATTO 590 emission at 624 nm. As a result, emission of the acceptor dye can be used for monitoring of the concentration of Cu(2+), with a 20 nM detection limit. The emission wavelength is readily tuned by replacement of ATTO-DNA by other commercially available DNA-acceptor dye conjugates. Fluorescent metal ion sensors emitting at >600 nm are very rare. The possibility of tuning the emission wavelength is important with respect to the optimization of this sensor type for application to biological samples, which usually show broad autofluorescence at <550 nm.     

2-甲基-8-羟基喹啉-丙烯酸-镓(Ⅲ)与甲基丙烯酸甲酯共聚物的合成与表征

制备了 2 甲基 8 羟基喹啉、丙烯酸与镓 (Ⅲ )的三元配合物 ,将此配合物与甲基丙烯酸甲酯共聚后得到含镓 (Ⅲ )的共聚物 ,这种共聚物易溶于氯仿、丙酮等普通低沸点溶剂 ,具有良好的成膜性能 .用红外光谱、元素分析、紫外光谱等方法对三元配合物和共聚物的组成进行了表征 .测试三元配合物和共聚物的荧光光谱 ,表明共聚物在 4 96nm处能发出较强的荧光 .DSC和TG分析表明 ,共聚物具有良好的耐热性和热稳定性 .