文献综述
稀土发光材料因其优异的光稳定性、波段发射强、发光寿命长以及较大的反斯托克斯位移等特性引起了人们的广泛兴趣[1-3]。氟化物被视作是最适合与稀土离子掺杂的化合物,与氧化物相比,氟化物在晶体晶格中通常出现低频声子,此外,氟化物还具有高的热稳定性和环境稳定性[4]。实践证明,稀土氟化物激发带和发射带窄,耐光降解的辐射寿命长,生物相容性好,胶体稳定性好且表面容易修改。因此,稀土氟化物作为目前应用最广泛、效率最高的基质材料,在激光、LED/OLED器件[5-6]、太阳能转换[7]、生物标记[8-9]、生物成像和诊断分析[10-11]等方面有广泛的应用。目前,已开发出了多种方法来合成稀土氟化物,例如乳胶法[12]、溶液搅拌法[13]、热分解法[14]、水/溶剂热法[15-17]、微波辅助水热法[18]等方法。其中,Wang及其同事[13]通过溶液搅拌法合成了正交相和六方相的EuF3。Chen及其同事[14]溶剂热分解法分别合成了四方相LiLuF4以及菱形的LiLuF4: Ln3 @LiLuF4。因为稀土氟化物具有特殊的发光性能,且应用广泛,对稀土氟化物的广泛研究是非常有必要的。
在自然界的多种生命体和矿物质中,广泛地存在着许多由纳米结构单元组装而成的天然有序分级结构体系[19],如蝴蝶的翅膀、鱼身上的鳞片、贝壳、珍珠质植物的叶片表面结构等。自然界中这些天然的分级结构,为新型功能材料的合成提供了无限想象。由于分级结构具有多层次、多维度、多组分的耦合和协同效应等特点[22-25],这种复杂且具有优良物理化学性质的分级结构,在催化载体[20]、化学吸附剂[21]等方面都具有优势。迄今为止,已经开发出一步水热法[26]、溶剂热法[27]等多种方法,合成了不同形貌的分级纳米结构。Li及其同事[26]通过水热法合成了由纳米小粒子自组装形成分级NaLnF4(Ln = Y, Ce,Eu, Tm)微球。Wang及其同事[27]通过使用三嵌段共聚合物(PGNA)进行简单的湿化学法合成了具有良好分散性的3D分级EuF3结构。分级纳米结构具有独特物理及化学性质,在许多领域都能得以实践,所以研究这一类型的分级纳米结构是非常有必要的。
Sr2YF7作为一种重要的氟化物,可以作为稀土发光材料的基质材料使用,广泛应用于上转换发光材料、生物标记等领域。但对于分级Sr2YF7纳米材料的研究并不多,目前,合成这种氟化物的方法主要有高温熔融淬火法[28]、热分解法[29]、水/溶剂热法[30-31]等方法。合成的Sr2YF7形貌的种类较少,主要为四方纳米晶相[28]、球形结构[29]、矩形纳米晶体[30]。Yang等人[29]通过简单热分解法合成了单分散且尺寸可控的四方相Sr2YF7: Ln3 (Ln= Tm,Er)纳米粒子。Xia等人[30]通过简单水热法合成了矩形纳米晶体Sr2YF7: Yb3 /Er3 。对于Sr2YF7分级结构,将Sr2YF7自身的物理化学特性与分级结构的特性结合起来,能更好发挥两者的优势,为新型材料助力。复杂结构的合成为探索新的特性和可能的应用提供了一个好的机会,而目前,关于Sr2YF7分级结构的报道是很少的,研究Sr2YF7分级结构还有很大的未知性,研究其结构及特性是很有意义的,因此对Sr2YF7分级结构的研究需要投入更大努力。
我们计划通过简单的水热法制备具有不同形貌Sr2YF7微/纳米结构,并通过调整反应参数(反应时间,反应物的摩尔比,氟源的种类)研究其形貌的变化,并通过掺杂稀土离子Eu3 ,对产物Sr2YF7: Eu3 的荧光性质进行研究。
参考文献:
[1] L. N. Sun, R. Y. Wei, J. Feng, et al. Tailored lanthanide-doped upconversion nanoparticles and their promising bioapplication prospects[J]. Coordination Chemistry Reviews, 2018, 364: 10-32.
[2] S. Gai, C. Li, P. Yang, et al. Recent progress in rare earth micro/nanocrystals: softchemical synthesis, luminescent properties, and biomedical applications[J].Chemical Review, 2014,114:2343-2389.
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