基于碳点的纳米复合材料的构筑及性能

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:blueivan69
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碳点(Carbon dots,CDs)是一种新型零维碳纳米材料,因其具有易功能化、环境友好、低毒性及良好的光学性质等特点而备受研究人员青睐。但是,CDs在固态时荧光强度会急剧下降,极大地限制了其在白光LED和固态发光器件等领域的应用。通过将CDs与其它功能材料进行复合,能够有效地解决其自猝灭的问题而且还可能产生新的特性。稀土氟化物发光材料具有理化性质稳定、色纯度高和声子能量低等优秀的特质,使其在光电设备、生物医疗及LED照明等领域具有良好的应用前景。本论文将二者结合,利用水热法和溶剂热法制备了基于CDs的稀土氟化物纳米复合材料,实现了CDs的固态发光及其复合材料的可调谐荧光发射。同时对CDs和稀土离子间的能量传递过程进行分析。具体研究内容如下:1.以柠檬酸和乙二胺为原料,制备了具有激发依赖性的蓝绿色荧光CDs。再通过水热法将其与稀土发光材料复合,合成了Ba Gd F5:Sm3+,Tb3+/CDs纳米复合材料。当激发波长为274 nm时,复合材料能同时显现Sm3+(红光),Tb3+(绿光)和CDs(蓝光)的特征发射。通过改变稀土离子和CDs的比例可以调控Ba Gd F5:Sm3+,Tb3+/CDs纳米复合材料的发光颜色。此外,证明了在复合材料中存在从CDs到Sm3+的能量传递过程。2.以柠檬酸和尿素为原料合成了具有激发独立性的蓝光发射CDs。然后将CDs与Na Er F4进行复合,构筑Na Er F4/CDs纳米复合材料。控制F-/Er3+摩尔比为8:1,Na Er F4纳米粒子获得最大的上转换发射强度,红绿比为2.83。基于CDs与Er3+间的能量传递过程,在980 nm光激发下,Na Er F4/CDs纳米复合材料在红光区域有较强的上转换发射,并且发光强度显著强于Na Er F4纳米粒子。3.采用水热法,以柠檬酸和乙二胺为原料,合成了具有激发波长独立性的蓝光发射CDs。通过水热法制备了Na Gd F4:Er3+,Eu3+荧光粉,Na Gd F4:Er3+,Eu3+/CDs纳米复合材料。该纳米复合材料具有良好的上、下转换双模式光学性能。当激发波长为274 nm时,Na Gd F4:Ln3+/CDs(Ln3+=Er3+,Eu3+)纳米复合材料能够同时显现CDs(蓝光)、Er3+(绿光)和Eu3+(红光)的特征发射。通过调整CDs含量,Na Gd F4:Ln3+/CDs纳米复合材料可以实现光色调节。当激发波长为980 nm时,CDs有效地增强了Na Gd F4:Er3+纳米粒子的上转换发光强度。
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