双模式长余辉发光材料的设计合成

发布时间：2017-09-26 15:37

  本文关键词：双模式长余辉发光材料的设计合成

  更多相关文章： 长余辉 双模式 上转换 光热疗 生物成像

【摘要】：长余辉材料有着独特的光学性质,在装饰装潢、应急显示、光催化、生物活体成像等领域具有重要的应用前景。其中长余辉材料独特的延迟发光效应,使其在生物活体成像上具有突出的优势,成为具有潜力的生物荧光标记物之一。近几年来关于长余辉标记物化学组成、合成方法、表征手段的研究已经取得了很大进展,然而在功能化应用过程中,依然面临着一些问题:(1)发光强度随着时间延长衰减且难以二次激发,不能实现长时间观测;(2)目前对长余辉材料的生物应用的研究主要停留在生物成像上,其功能单一,因此发展多功能长余辉材料,实现检测+监控+跟踪+治疗等集成应用的研究势在必行。针对以上两个问题,本论文提出了合成双模式(多功能)长余辉材料。通过选择性能优异的长余辉基质材料,然后再添加适当的离子实现长余辉材料功能和模式的拓展。本论文制备的长余辉材料操作方法简单,能有效地解决长余辉材料发光强度随着时间衰减带来的问题,实现多功能化。本文的主要研究内容和成果如下:1.设计并合成了既有近红外长余辉发光(730 nm)又有近红外到近红外的上转换荧光(980→800 nm)的双模式长余辉材料LaAlO3:Mn4+,Tm3+,Yb3+。730 nm的长余辉是源于Mn4+离子的2E→4A2跃迁,及其零声子线的声子边带振动。980→800 nm的上转换荧光是源于Tm3+离子的3H4→3H6跃迁,其发光强度可通过功率来调控,随着功率的增大先增强,后减弱,强度最大值时激光的功率为600 mW。在掺Mn4+的LaAl O3长余辉材料共掺Tm3+离子和Yb3+离子会增加深缺陷,使得长余辉衰减速率减缓,提高长余辉性能。2.设计并合成了既有近红外长余辉发光(700 nm)又有近红外到近红外的斯托克斯下转移荧光(808→1064 nm)的双模式长余辉材料La3Ga5GeO14:Cr3+,Nd3+。700 nm的长余辉发光源于位于八面体的Cr3+离子的2E→4A2的跃迁。808→1064 nm的下转移荧光是源于Nd3+离子的4F3/2→4I11/2跃迁,该种荧光发射有很强的稳定性和可重复性。采用808 nm激光为激发光源能有效减轻生物组织中水对激光能量的吸收,热效应小,对组织器官的损伤小。且Nd3+离子的掺杂会引进新的缺陷,提高样品的长余辉性能。3.设计并合成了既有近红外长余辉发光(700 nm)、又有磁性,还有光热效应的多模式长余辉材料Zn3Ga2SnO8:Cr3+,Gd3+,Nd3+。700 nm的长余辉发光源于Cr3+离子的2E→4A2的跃迁。磁性是源于Gd3+离子的7个未成对电子。光热效应是由于Nd3+离子能吸收激808 nm激光能量并转化成热量,使样品温度升高,测试表明,掺杂了Nd3+离子的样品在激光辐照下升温幅度比未掺杂样品更为明显。本论文提出的合成双模式长余辉材料为解决长余辉材料发光强度随着时间延长衰减的不足提供了新思路,使得深组织、高分辨率、高信噪比的细胞、组织乃至于其他复杂系统的生物成像成为可能。本论文提出的合成多功能长余辉材料将成像和治疗结为一体,为高分辨率成像、低副作用的可视化癌症治疗提供新的可能,在生物应用上有很大的前景。
【关键词】：长余辉 双模式 上转换 光热疗 生物成像
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ422
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-28
• 1.1 长余辉材料的应用领域11-19
• 1.1.1 装饰、指示照明11-12
• 1.1.2 光学存储、传感和探测12-13
• 1.1.3 生物应用13-17
• 1.1.4 光催化剂17-18
• 1.1.5 太阳能电池18-19
• 1.2 存在问题19-20
• 1.3 解决方案及背景知识20-26
• 1.3.1 长余辉发光机理及模型20-24
• 1.3.2 上转换发光机理及模型24-25
• 1.3.3 下转移发光机理及模型25-26
• 1.3.4 光热效应26
• 1.4 文论文工作意义和主要内容26-28
• 第二章 样品的制备与表征28-32
• 2.1 实验药品及来源28
• 2.2 样品制备方法28-29
• 2.3 样品制备的仪器29
• 2.4 样品的表征手段及设备29-32
• 2.4.1 X射线衍射29
• 2.4.2 吸收/透过光谱29
• 2.4.3 荧光光谱29-30
• 2.4.4 长余辉发光光谱及余辉衰减曲线30
• 2.4.5 热释光光谱30
• 2.4.6 电子自旋共振谱30
• 2.4.7 温度探测系统30
• 2.4.8 近红外成像系统30-31
• 2.4.9 磁滞回线31-32
• 第三章 长余辉和上转换双模式材料的制备与性能32-39
• 3.1 引言32-33
• 3.2 实验部分33-34
• 3.3 结果与讨论34-38
• 3.3.1 结构表征34-35
• 3.3.2 长余辉性能35-36
• 3.3.3 上转换发光36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 长余辉和下转移荧光双模式材料的制备与性能39-46
• 4.1 引言39-40
• 4.2 实验部分40-41
• 4.3 结果与讨论41-45
• 4.3.1 结构表征41-42
• 4.3.2 长余辉性能42-44
• 4.3.3 近红外到近红外的斯托克斯荧光性质44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 具备近红外长余辉、磁性和光热效应的多功能材料的制备与性能46-56
• 5.1 引言46-47
• 5.2 实验部分47-49
• 5.3 结果与讨论49-54
• 5.3.1 结构及长余辉性能表征49-51
• 5.3.2 磁性表征51-52
• 5.3.3 光热效应表征52-54
• 5.4 本章小结54-56
• 结论56-57
• 参考文献57-69
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果69-70
• 致谢70-71
• 附件71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵亮,苗荣正,汪亚,金斗满;长余辉光致发光塑料发光性能的研究[J];塑料科技;1989年05期

2 施朝淑,戚泽明;长余辉(寿命)发光材料研究的最新进展[J];无机材料学报;2004年05期

3 余丽萍;汪萍;廉世勋;朱爱玲;凌军;;钛酸盐红色长余辉陶瓷的制备与表征[J];中国稀土学报;2009年05期

4 杨柳;曹立新;苏革;柳伟;李京;;一种新型红色长余辉材料的制备及其发光性能[J];功能材料;2010年05期

5 张新爱;石冬梅;赵营刚;徐国辉;;长余辉类陶瓷发光釉的研究现状及展望[J];中国陶瓷;2011年02期

6 周聪;钱欣欣;葛明桥;;碱土金属长余辉材料的耐酸碱性研究[J];材料导报;2012年18期

7 王静,李成宇,苏锵,王淑彬;蓝紫色ZnO-Al_2O_3-SiO_2长余辉陶瓷[J];中国稀土学报;2002年06期

8 秦英德;王可嘉;邹旋;张伟;;稀土掺杂红色长余辉发光材料的研究进展[J];广州化工;2007年04期

9 陈国华;;硅酸盐长余辉发光材料的最新研究进展[J];功能材料信息;2006年03期

10 刘艳辉;赵映;;铝酸盐长余辉材料研究进展[J];广东化工;2009年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 翁家峰;胡劲;朱孝钦;沈黎;陈冬华;;长余辉材料合成新工艺及缺陷机理研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年

2 王丽伟;徐征;滕枫;姜薇薇;张福俊;;稀土掺杂的长余辉材料的研究与计算[A];第五届全国稀土发光材料学术研讨会论文摘要集[C];2005年

3 李许波;倪海勇;丁建红;;长余辉发光粉应用现状及技术发展趋势[A];上海市照明学会成立30周年庆典暨四直辖市照明科技论坛、长三角照明科技论坛、上海市照明学会2008年年会论文集[C];2008年

4 闫武钊;林林;陈永虎;;Mn~(4+)掺杂的新型铝酸盐红色长余辉材料[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年

5 安艳清;张艳阁;巨正花;刘伟生;;一种新型白色长余辉材料CaSnO_3:Sm~(3+)的制备和性能研究[A];第十二届固态化学与无机合成学术会议论文摘要集[C];2012年

6 李亚;王银海;彭铁球;熊毅;;Sr_3Al_2O_6:Eu~(2+),Dy~(3+),Ho~(3+)发光性能的研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集（第二卷）[C];2011年

7 于晶杰;宁桂玲;;P的掺杂对SrAl_2O_4长余辉发光粉的促进作用[A];第五届全国稀土发光材料学术研讨会论文摘要集[C];2005年

8 林林;施朝淑;尹民;张慰萍;徐美;;红色长余辉材料MgSiO_3:Dy~(3+),Mn~(2+)的制备及发光特性[A];第五届全国稀土发光材料学术研讨会论文摘要集[C];2005年

9 王仁清;;长余辉蓝色荧光粉SrSiO_3:Eu~(2+),Dy~(3+)的制备与发光性能研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

10 王雷;王育华;;蓝色长余辉材料CaAl_2O_4:Eu~(2+),Nd~(3+)的合成及其发光性能的研究[A];第五届全国稀土发光材料学术研讨会论文摘要集[C];2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陈文波;可见光长余辉材料的设计合成及其余辉特性的研究[D];兰州大学;2016年

2 曾巍;氧化物黄色长余辉材料的合成及发光性能研究[D];兰州大学;2016年

3 杨健;近红外超长余辉铬掺杂镓锗酸锌纳米粒子的制备、发光机理及其应用[D];东北师范大学;2016年

4 林林;新型红色和白色长余辉材料的研制及其发光特性研究[D];中国科学技术大学;2007年

5 王治龙;红色长余辉材料的合成及其发光性能的研究[D];兰州大学;2009年

6 闫武钊;超长红外长余辉材料及其发光机理的研究和探索[D];中国科学技术大学;2010年

7 李艳琴;Eu~（2+）激活的多色长余辉材料的合成及其发光特性研究[D];兰州大学;2011年

8 杨雪峰;铝酸盐基质发光材料的制备新工艺及铁杂质猝灭研究[D];大连理工大学;2009年

9 程学瑞;铪基高k栅介质薄膜和白色长余辉材料Ca_xMgSi_2O_（5+x）：Dy~（3+）的研究[D];中国科学技术大学;2010年

10 胡劲;SrAl_2O_4长余辉材料的制备新工艺及发光机理研究[D];昆明理工大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李晓东;稀土掺杂长余辉发光材料的制备及性能研究[D];河北大学;2015年

2 龚超;长余辉材料与二氧化钛复合蓄光材料的制备及其光催化性能的研究[D];太原理工大学;2016年

3 李金磊;近红外长余辉纳米探针在体外检测肿瘤细胞中的应用[D];华侨大学;2015年

4 秦嬉嬉;新波段近红外长余辉材料的设计/合成与性能[D];华南理工大学;2016年

5 吴溢铃;双模式长余辉发光材料的设计合成[D];华南理工大学;2016年

6 董志良;辅助激活剂的电负性对Ba_5Si_8O_(21)：Eu~(2+)长余辉材料发光性能的影响研究[D];昆明理工大学;2016年

7 林燕美;若干硅酸盐长余辉材料的制备及性能研究[D];漳州师范学院;2011年

8 曾慧慧;稀土硫氧化物红色长余辉材料的制备及研究[D];南昌大学;2007年

9 叶峰;(Sr,Ca)_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料及其在静电纺丝中的应用[D];苏州大学;2015年

10 李庚申;不球磨长余辉材料五种制备方法的研究[D];北京工商大学;2006年

，

本文编号：924345