【摘要】：多功能高效集成化是納米材料的重要發(fā)展方向,目前多功能集成實現(xiàn)手段多集中于異質(zhì)材料復(fù)合,工藝復(fù)雜,可靠性低,在單一化合物上實現(xiàn)多功能集成則可以避免這些缺點。上轉(zhuǎn)換納米材料具有獨特的光學(xué)特性,可以成為構(gòu)建多功能納米系統(tǒng)的理想平臺。具備良好上轉(zhuǎn)換發(fā)光、磁性能、光熱轉(zhuǎn)換性能以及溫度傳感性能的小尺寸納米顆�？赏瑫r用于多模成像、溫度探針、光熱治療。目前小尺寸單相上轉(zhuǎn)換納米晶的制備工藝中一些影響因素依舊未得到研究,針對上轉(zhuǎn)換材料的光性能研究較多,光熱轉(zhuǎn)換性能與綜合的多功能集成研究較少。本文研究了上轉(zhuǎn)換納米材料制備中成分配比、原料用量、反應(yīng)溫度的影響并且制備了核殼結(jié)構(gòu),研究了材料的光學(xué)性能、溫度傳感、光熱轉(zhuǎn)換性能、多功能集成特性與它們的影響因素。利用熱分解法制備了NaYF4:0.2Yb,0.02Er,使用Gd3+取代Y3+有利于六方相的形成與尺寸的降低,NaGdF4:0.2Yb,0.02Er尺寸僅有6.3nm：降低NH4F用量可以增大晶體尺寸：提高OA/ODE可以增大晶體尺寸,并且形貌向棒狀轉(zhuǎn)變；提高制備溫度有利于六方相形成與提高晶體尺寸。yb3+能明顯提高激發(fā)光吸收率,yb3+與Er3+的濃度猝滅會降低上轉(zhuǎn)換強(qiáng)度,提高光熱轉(zhuǎn)換能力；Na(Y,Gd)F4:Yb,Er納米晶中隨著Gd含量的提高,尺寸不斷減小,使表面引起的無輻射躍遷幾率提高,因此發(fā)光強(qiáng)度不斷降低,但光熱轉(zhuǎn)化能力增強(qiáng)。包覆惰性殼層進(jìn)行表面修飾,減少了表面缺陷,可提高發(fā)光強(qiáng)度,但降低光熱轉(zhuǎn)換,而包覆yb3+含量0.2的活性殼層不僅提高了發(fā)光強(qiáng)度,光熱轉(zhuǎn)換能力也沒有下降。尺寸小于10nm的NaGdF4:Yb,Er同時具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光、光熱轉(zhuǎn)換、溫度傳感、順磁性等多重性能,可作為單一納米顆粒平臺,同時實現(xiàn)光學(xué)成像、核磁功能成像、溫度檢測和光熱治療等多功能集成。
[Abstract]:Multi-function and high-efficiency integration is an important development direction of nano-materials. At present, the realization of multi-function integration mostly focuses on heterogeneous material compound, the process is complex and the reliability is low. The realization of multi-function integration on a single compound can avoid these shortcomings. Upconversion nanomaterials have unique optical properties and can be an ideal platform for building multi-functional nanosystems. Small size nanoparticles with good up-conversion luminescence, magnetic properties, photothermal conversion properties and temperature sensing properties can be used in multi-mode imaging, temperature probe and photothermal therapy simultaneously. At present, some factors affecting the preparation of small-size single-phase upconversion nanocrystals have not been studied. There are more studies on the optical properties of up-conversion materials, and less on the integration of photo-thermal conversion performance and comprehensive multi-function integration. In this paper, the effects of composition ratio, amount of raw materials, reaction temperature and core-shell structure on the preparation of upconversion nano-materials were studied. The optical properties, temperature sensing and photothermal conversion properties of the materials were studied. Multi-functional integration characteristics and their influencing factors. The preparation of NaYF4:0.2Yb,0.02Er, by thermal decomposition method using Gd3 instead of Y3 is beneficial to the formation and size reduction of hexagonal phase, NaGdF4:0.2Yb,. The size of 0.02Er is only 6.3 nm: decreasing the amount of NH4F can increase the crystal size; increasing the OA/ODE can increase the crystal size, and the morphology changes to rod shape; Increasing the preparation temperature is beneficial to the formation of hexagonal phase and the increase of crystal size. Byb3 can obviously increase the absorption rate of excited light, and the concentration quenching of yb3 and Er3 can reduce the up-conversion intensity and improve the photothermal conversion ability. The size of Na (Y, Gd) F4Yb, er nanocrystals decreases with the increase of Gd content, which increases the radiative transition probability of the surface. Therefore, the luminescence intensity decreases continuously, but the photothermal conversion ability is enhanced. The surface modification of the inert shell can reduce the surface defect, improve the light intensity, but reduce the photothermal conversion. The active shell coated with yb3 0.2 not only increases the light intensity, but also has no decrease in the photothermal conversion ability. NaGdF4:Yb,Er with size less than 10nm also has multiple properties such as up-conversion luminescence, photothermal conversion, temperature sensing, paramagnetism and so on. It can be used as a single nano-particle platform to realize optical imaging and nuclear magnetic functional imaging at the same time. Multi-functional integration of temperature detection and photothermal therapy.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1

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本文編號：2453171