光谱法研究稀土离子钇(Ⅲ)与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了稀土金属离子Y3+与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果发现:Y3+对BSA的紫外吸收光谱具有增强作用,而对荧光光谱具有较强的荧光猝灭作用且峰位明显蓝移20～25 nm。用Stern-Volmer方程分别对实验数据进行分析,得出结论:Y3+对BSA的荧光猝灭作用是属于静态荧光猝灭,Y3+与BSA反应生成了新的复合物,发生了分子内的非辐射能量转移。求得相互作用过程的结合常数(KA)和热力学参数(ΔΗ、ΔS、ΔG),确定了它们之间的主要作用力是范德华力、氢键等,但静电作用力也不可忽略。同步荧光光谱法表明Y3+对牛血清白蛋白的构象有影响。     

铈基稀土氧化物粉体的制备及应用

以铈基氧化物为切入点, 研究了铈基氧化物粉体的合成方法. 介绍了铈基氧化物的几种主要的液相合成方法、特点, 并介绍了在这方面的工作, 同时也介绍了铈基氧化物的应用.     

GdPO4∶Sm3+荧光粉的焙烧温度和掺杂浓度的优化及发光和磁性能

以GdPO₄为基质,Sm³⁺为激活剂,采用水热法合成了纳米荧光粉前驱体,分别在800、900、1 000、1 100和1 200℃下焙烧,得到一系列GdPO₄∶Sm³⁺荧光粉。首先探究了GdPO₄∶Sm³⁺的最佳焙烧温度;其次研究了Sm³⁺掺杂浓度对GdPO₄∶Sm³⁺荧光性能的影响;最后研究了GdPO₄∶2% Sm³⁺的高温荧光性能和磁性能。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、磁强计和荧光分光光度计(FL)对荧光粉的晶体结构、形貌、发光和磁性能进行了表征。结果表明：荧光粉的晶体结构由前驱体六方晶系GdPO₄·H₂O∶Sm³⁺变为单斜晶系的GdPO₄∶Sm³⁺,形貌由纳米棒变为无规则块体。当焙烧温度为1 000℃,Sm³⁺掺杂浓度为2%时,荧光粉的发光强度和荧光寿命达到最大值。GdPO₄∶2% Sm³⁺中Sm³⁺之间能量传递类型为电偶极-电偶极相互作用,能量传递的临界距离为1.646~1.884 nm。最佳样品GdPO₄∶2% Sm³⁺有优异的热稳定性,热猝灭活化能为-0.157 eV,且具有良好的顺磁性,质量磁化率值为1.22×10^-4 emu·g^-1·Oe^-1。     

GdPO4:Sm3+荧光粉的焙烧温度和掺杂浓度的优化及发光和磁性能

以GdPO₄为基质,Sm³⁺为激活剂,采用水热法合成了纳米荧光粉前驱体,分别在800、900、1 000、1 100和1 200℃下焙烧,得到一系列GdPO₄:Sm³⁺荧光粉。首先探究了GdPO₄:Sm³⁺的最佳焙烧温度;其次研究了Sm³⁺掺杂浓度对GdPO₄:Sm³⁺荧光性能的影响;最后研究了GdPO₄:2% Sm³⁺的高温荧光性能和磁性能。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、磁强计和荧光分光光度计(FL)对荧光粉的晶体结构、形貌、发光和磁性能进行了表征。结果表明:荧光粉的晶体结构由前驱体六方晶系GdPO₄·H₂O:Sm³⁺变为单斜晶系的GdPO₄:Sm³⁺,形貌由纳米棒变为无规则块体。当焙烧温度为1 000℃,Sm³⁺掺杂浓度为2%时,荧光粉的发光强度和荧光寿命达到最大值。GdPO₄:2% Sm³⁺中Sm³⁺之间能量传递类型为电偶极-电偶极相互作用,能量传递的临界距离为1.646~1.884 nm。最佳样品GdPO₄:2% Sm³⁺有优异的热稳定性,热猝灭活化能为-0.157 eV,且具有良好的顺磁性,质量磁化率为1.22×10^-4 emu·g^-1·Oe^-1。     

焙烧温度和掺杂浓度对Ca1-xSmxWO4发光性能的影响

采用水热法制备了不同Sm~(3+)掺杂量和不同焙烧温度的CaWO_4:Sm~(3+)系列荧光粉。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM and EDS)、荧光分光光度计(FL)、傅里叶变换红外光谱仪(FIIR)和HORIBA Fluoromax-4仪等手段对样品的组成、结构、形貌、发光性质和量子效率进行分析和表征。分析结果表明:所得产物都为白钨矿结构。在405 nm近紫外光激发下,产物的发射光谱都有3个主发射峰组成,分别位于566、606和650 nm处,归属于Sm3+的4G5/2→6HJ/2(J=5,7,9)跃迁。随着Sm~(3+)的物质的量分数的增加,样品发光强度先增强后减弱,当Sm~(3+)的物质的量分数为1%时发光强度达到最高。对实验数据进行分析确定了钐离子间的能量传递类型为离子交换作用;并计算了能量传递的临界距离为2.46 nm。     

芦丁钐配合物与血清白蛋白的相互作用

在生理pH值条件下,用荧光光谱法(FS)研究了芦丁钐配合物(rutin-Sm)与牛血清白蛋白(BSA)和人血清白蛋白(HSA)之间的结合反应。探讨了rutin-Sm对BSA 和HSA的荧光猝灭过程的猝灭机理, 以Lineweaver-Burk双倒数方程分别计算了不同温度下rutin-Sm与BSA和HSA的结合常数(K_LB)和热力学参数,并判断rutin-Sm与BSA和HSA结合的作用力类型;实验结果表明:rutin-Sm与BSA和HSA结合形成复合物,导致BSA(HSA)内源性荧光猝灭是由于分子内的非辐射能量转移而引起的静态猝灭;以Lineweaver-Burk方程计算rutin-Sm与HSA和BSA的结合常数KLB分别为:rutin-Sm-HSA, 295 K: 6.830×105 L·mol-1; 310 K: 4.665×105 L·mol-1; rutin-Sm-BSA, 295 K: 6.540×105 L·mol-1; 310 K: 3.265×105 L·mol-1;芦丁钐配合物与BSA之间的作用力主要为范德华力、氢键; 而与HSA之间的作用力主要为静电引力。同时用同步荧光光谱法探讨了rutin-Sm对BSA和HSA构象的影响。进一步证明芦丁钐配合物在体内能够被血清白蛋白存储和转运。     

HNO3-Al（NO3）3溶液分离包头混合稀土精矿的研究

根据Al3+与F-能形成稳定的络合离子[AlF6]3-,采用HNO3-Al(NO3)3溶液络合浸出包头混合稀土精矿中的氟碳铈矿。热力学分析结果表明:HNO3-Al(NO3)3体系对稀土精矿浸出反应为自发过程。考察了HNO3浓度、Al(NO3)3浓度、液固比、搅拌速度、温度、搅拌时间这些因素对稀土精矿浸出的影响。实验结果表明:在HNO3浓度3 mol·L-1,Al(NO3)3浓度1.5 mol·L-1,液固比30∶1,搅拌速度300 r·min-1,温度100℃,搅拌时间90 min的条件下,稀土精矿中氟碳铈矿的浸出率达到92.18%,氟碳铈矿与独居石基本分离。通过产物层受界面交换和扩散混合控制的新缩小核模型可用来描述浸出过程的动力学,计算推导出了反应的宏观动力学方程。     

橙红色荧光粉Ca1-x-ySmxBiySiO3的制备及其发光性能

以Sm³⁺作为激活剂,Bi³⁺作为辅助激活剂,采用水热法合成Ca_1-x-ySm_xBi_ySiO₃前驱体,然后在1 100 ℃焙烧得到系列橙红色荧光粉.用X-射线衍射仪、扫描电镜和荧光分光光度计和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的组成、结构和形貌及其发光性质进行分析和表征.分析结果表明：产物都为三斜晶系结构的Ca_1-x-ySm_xBi_ySiO₃和四方结构的方石英SiO₂共熔体.在405 nm近紫外光激发下,产物的发射光谱由3个峰组成,发射峰值位于566、606和650 nm处,分别归属于Sm³⁺的⁴G_5/2→⁶H_J/2(J=5,7,9)跃迁.产物的激发光谱在405 nm有很强的发射带,与近紫外LED芯片匹配.随着Sm³⁺掺量的增加,样品发光强度先增强后减弱,当Sm³⁺的物质的量分数为3%时发光强度达到最大,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用.当Bi³⁺的物质的量分数在0.3%~1.5%时,对产物Ca_0.97Sm_0.03SiO₃的荧光强度起敏化作用.Sm³⁺和Bi³⁺的最佳物质的量分数分别为3%和0.5%.     

荧光纳米材料YPO4∶Sm3+@YPO4@聚乙二醇的构筑及其荧光性能

为了改善稀土磷酸盐的疏水性和荧光性能,利用水热和微波的方法构筑了双层荧光纳米材料YPO₄∶Sm³⁺@YPO₄@PEG (PEG为聚乙二醇)。首先通过调控YPO₄∶Sm³⁺与YPO₄的物质的量之比制备不同壳厚的核壳结构纳米发光材料YPO₄∶Sm³⁺@YPO₄,优选能够增强主体荧光性能的最佳物质的量之比。然后选用PEG进行包覆,得到YPO₄∶Sm³⁺@YPO₄@PEG。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和荧光光谱对产物的结构、形貌和荧光性能进行了表征。结果表明：包覆前后的纳米荧光粉都具有单一的四方晶系(YPO₄)结构,呈纳米球型,半径60~100 nm,包覆层的厚度10~20 nm。双层核壳结构的YPO₄∶Sm³⁺@YPO₄@PEG的荧光强度比纳米荧光粉YPO₄∶Sm³⁺增强了6倍多。可见该双层荧光纳米材料不仅具有亲水性和生物相容性,也增强了YPO₄∶Sm³⁺的荧光强度。     

氧化铈超细粉体的制备研究

采用共沉淀法，以工业碳酸铈为原料，以工业NH4HCO3为沉淀剂，制备出了平均粒径为一次粒径140nm，二次粒径630nm的CeO2超细粉，并进行了TG-DTA，XRD及TEM的表征研究。结果表明，以工业NH4HCO3作沉淀剂，可以制备CeO2超细粉，沉淀物360℃就可完全分解为CeO2，所制备的CeO2超细粉属于立方晶型，随灼烧温度升高，晶化程度增大。