長(zhǎng)余輝發(fā)光材料在近些年受到了廣泛的關(guān)注,特別是以Cr3+為發(fā)光中心的近紅外長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。由于該類(lèi)材料可以發(fā)射具有深組織穿透性和抗生物自體熒光干擾的近紅外光,在生物組織成像領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。但目前該類(lèi)材料尚未得到實(shí)際應(yīng)用,從實(shí)驗(yàn)階段到實(shí)際應(yīng)用還面臨一些困難。首先,用于生物組織成像的近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒要同時(shí)具備持久高強(qiáng)度的余輝發(fā)射性能和良好的表面形態(tài)兩方面特性�，F(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的材料長(zhǎng)余輝性能和表面形態(tài)不能同時(shí)滿(mǎn)足生物成像的要求。其次,近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒的光激勵(lì)性能在多輪組織成像中擁有重要的價(jià)值,現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道了一些長(zhǎng)余輝材料的光激勵(lì)性能,但尚未對(duì)這些材料的光激勵(lì)性能進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。最后,現(xiàn)有合成方法的周期普遍較長(zhǎng),納米產(chǎn)率較低。在此背景下,本文主要針對(duì)ZnGa2O4:Cr3+近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒的制備、性能改進(jìn)和制備流程改進(jìn)等問(wèn)題展開(kāi)研究和討論。本文研究的具體內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)分別使用溶膠凝膠法和水熱法成功制備了ZnGa2O4:Cr3 近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒。溶膠凝膠法制備的樣品顆粒粒徑主要集中在70 nm附近,顆粒多為近圓形的不規(guī)則多面體,分散性很好。水熱法制備的樣品顆粒粒徑主要集中在50 nm左右,顆粒多為近圓形的不規(guī)則多面體,分散性很好。兩種方法制備的樣品在15 min的紫外燈激發(fā)后,在699 nm附近都有很強(qiáng)的近紅外長(zhǎng)余輝發(fā)射。(2)熱處理溫度和摻雜濃度對(duì)ZnGa2O4:Cr3+近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒的表面形貌和余輝性能有很大的影響。隨著熱處理溫度的提高,兩種方法制備的納米顆粒的粒徑逐漸增大、團(tuán)聚增多,但樣品的余輝性能越好。另外,Cr3+的摻雜濃度對(duì)樣品的余輝性能也有很大的影響。用溶膠凝膠法制備的樣品在Cr3+摻雜濃度為0.2%時(shí),余輝性能最好;用水熱法制備的樣品在Cr3+摻雜濃度為0.3%時(shí),余輝性能最好。(3)ZnGa2O4:Cr3+近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒具有良好的光激勵(lì)特性發(fā)現(xiàn)不同光激勵(lì)時(shí)間短暫提升樣品的余輝強(qiáng)度;多輪光激勵(lì)可以多次反復(fù)提高樣品的余輝強(qiáng)度。說(shuō)明樣品內(nèi)部有豐富的深淺陷阱,可以使用多次LED光激勵(lì)多次增強(qiáng)樣品的近紅外長(zhǎng)余輝發(fā)射強(qiáng)度。(4)改進(jìn)的溶膠凝膠燃燒法可以在較短周期內(nèi)制備具有優(yōu)良余輝性能的近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒。本文結(jié)合溶膠凝膠法和燃燒法的基本原理,通過(guò)改變?nèi)剂吓浔群驮黾雍罄m(xù)燒結(jié)環(huán)節(jié)等,改進(jìn)ZnGa2O4:Cr3+近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒的制備流程,縮短制備周期,并且獲得擁有較好余輝性能的ZnGa2O4:Cr3+近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TQ422;TB383.1
【部分圖文】：

提出了邋“施主－受主”模型，這種模型在很多情況下都可以解釋發(fā)光原理，接著逡逑又相繼出現(xiàn)了空穴轉(zhuǎn)移模型，電子陷阱模型等。目前易被人們接受的就是電子轉(zhuǎn)逡逑移模型。圖１－２簡(jiǎn)單描述了長(zhǎng)余輝發(fā)光機(jī)制。在外界光源的激發(fā)下，處于基態(tài)上逡逑的電子會(huì)被激發(fā)，激發(fā)態(tài)上的電子很活躍，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易被位于導(dǎo)帶附逡逑近的陷阱所俘獲，這些陷阱通常是由晶體缺陷造成的。激發(fā)停止后，這些電子會(huì)逡逑從陷阱中逃逸出來(lái)，當(dāng)電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)余輝發(fā)光。外界逡逑激發(fā)源包括熱源、光源、機(jī)械振動(dòng)等。逡逑邐法逡逑／邐ｈｈ邐ｔｒａｐ、逡逑”廣逡逑圖１－２長(zhǎng)余輝發(fā)光機(jī)理模型［３７］逡逑Ｆｉｇ邋１－２邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ邋ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ邋ｍｏｄｅｌ逡逑長(zhǎng)余輝發(fā)光材料主要有兩部分組成一一基質(zhì)和激活中心。常見(jiàn)的長(zhǎng)余輝發(fā)光逡逑５逡逑

逡逑２．２溶膠凝膠法制備Ｚ／ｉＧ幻認(rèn)納米楩粒逡逑圖２－１給出了使用溶膠凝膠法制備近紅外長(zhǎng)余輝納米顆粒的詳逡逑細(xì)流程。溶膠凝膠法制備納米顆粒的過(guò)程主要分為三步：溶膠的形逡逑成、凝膠的形成和納米顆粒的制備。溶膠凝膠法通常用金屬鹽（或醇鹽）作為前逡逑驅(qū)體于溶劑中形成穩(wěn)定的均勻溶液，加入檸檬酸，用醇類(lèi)作交聯(lián)劑在分子水平上逡逑形成高分子聚合物交聯(lián)樹(shù)脂（稱(chēng)為溶膠）。溶膠是一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，膠粒會(huì)出逡逑現(xiàn)凝聚最后轉(zhuǎn)變成凝膠，濕凝膠中充滿(mǎn)了氣體或液體，必須經(jīng)過(guò)千燥箱烘干才能逡逑變成干凝膠。干凝膠體積會(huì)彭大，內(nèi)部會(huì)有好多蓬松的小孔，必須經(jīng)過(guò)合適的熱逡逑處理工藝才能將小孔祛除。千凝膠經(jīng)過(guò)熱處理后變成理想的具有特定發(fā)光性能的逡逑納米材料。逡逑本文實(shí)驗(yàn)的具體步驟如下：逡逑１）溶膠的形成：向盛有２０邋ｍｌ甲醇的燒杯容器內(nèi)加入０．４００邋ｇ邋Ｏ以０必４歷０逡逑形成透明溶液，向盛有２０邋ｍｌ甲醇的燒杯內(nèi)加入０．７４３邋ｇ邐歷０和１．７２４邋ｇ逡逑Ｇｆｌ邋ｆＭ？必Ｊ歷Ｏ超聲處理后形成透明混合溶液，然后移�。福板澹暗模皟r(jià)0３＞９歷0逡逑１８逡逑

外長(zhǎng)余輝納米顆粒的流程及具體的實(shí)驗(yàn)步驟。最后，本章總結(jié)了實(shí)驗(yàn)中用到的各逡逑種藥品、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的型號(hào)、生產(chǎn)廠(chǎng)家等信息。逡逑圖２－３是發(fā)光材料樣品圖。２－３Ａ是使用溶膠凝膠法制備的樣品在２５４邋ｎｍ紫逡逑外燈下的照片，其在日光下的照片在２－３Ａ的右下角一并給出。從圖２－３Ａ可以逡逑看出，使用溶膠凝膠法制備的樣品為白色粉末狀固體，在２５４邋ｎｍ紫外燈照射下逡逑會(huì)發(fā)出明亮的紅光。圖２－３Ｂ給出了用水熱法制備的樣品在２５４邋ｎｍ紫外燈下和日逡逑光下的照片。水熱法制備的樣品，在２５４邋ｎｍ紫外燈下同樣可以發(fā)出明亮的紅光。逡逑這說(shuō)明Ｃｒ＾發(fā)光中心己被成功摻入ＺｎＧａ２0４基質(zhì)。逡逑２２逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2811387