Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tổng hợp vật liệu phosphor phân tán trong nước dựa trên chất hoạt động bề mặt cho GdF3:Ce3+(5%), Eu3+(x%) và GdF3:Ce3+(5%), Eu3+(5%)/SiO2
Tóm tắt
Việc tổng hợp các vật liệu phosphor phân tán trong nước là rất quan trọng nhờ vào khả năng ứng dụng của chúng trong các cảm biến, hình ảnh sinh học, chụp cộng hưởng từ (MRI), v.v. Các chất hoạt động bề mặt được sử dụng để tổng hợp có kiểm soát kích thước của các nanomaterials cũng như để điều chỉnh khả năng phân tán của các hạt keo trong các dung môi khác nhau. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tận dụng bromua cetrimonium (CTAB) với các ion lanthanide được thêm vào trước hoặc với các “ion đối kháng đã được sửa đổi” để tổng hợp các vật liệu phosphor phân tán trong nước. Các nanocomposites phosphor keo GdF3:Ce3+(5%), Eu3+(x%) (trong đó x là 1, 3, 5 và 7% Eu+3) và GdF3:Ce3+(5%), Eu3+(5%)/SiO2 đã được tổng hợp. Ban đầu, hệ thống CTAB dương đã được thay đổi bằng cách thêm trước các lanthanide chọn lọc cần thiết để tổng hợp phốt pho cũng như nanocomposite silica-phốt pho. Sau đó, các CTAB đã được sửa đổi tương tự được sử dụng cho quá trình tổng hợp một bước các hạt nano cũng như các nanocomposite. Các đặc trưng nguyên tố và cấu trúc đã được thực hiện bằng phương pháp quang phổ điện tử tia X (XPS) và kỹ thuật nhiễu xạ tia X bột (XRD). Kích thước và hình thái của các mẫu đã được kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử truyền dẫn (TEM). Các đặc tính phát quang (PL) được khám phá bằng cách sử dụng máy quang phổ huỳnh quang, và các kết quả đã chứng minh sự hình thành của nanocomposite phosphor. Phương pháp này đã mở rộng khả năng kiểm soát kích thước và hình dạng cho các vật liệu phốt pho. Hơn nữa, nghiên cứu đã cung cấp một cách để giảm việc sử dụng lanthanide trong khi vẫn giữ nguyên các thuộc tính tổng thể của phốt pho. Các kết quả cho thấy nghiên cứu này có thể mở ra một hướng đi thay thế cho việc tổng hợp các cấu trúc có kích thước nano của GdF3:Ce3+(5%) Eu3+(x%) cũng như kiểm soát kích thước và hình dạng trong các loại nanocomposite GdF3:Ce3+(5%) Eu3+(x%)/SiO2.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bedekar V, Dutta DP, Mohapatra M, Godbole S, Ghildiyal R, Tyagi A (2009) Rare-earth doped gadolinia based phosphors for potential multicolor and white light emitting deep UV LEDs. Nanotech 20(12):125707. https://doi.org/10.1088/0957-4484/20/12/125707/meta
Blasse G, Grabmaier B (1994) A general introduction to luminescent materials. In: Luminescent materials. Springer, Berlin, pp 1–9
Boulon G (2012) Fifty years of advances in solid-state laser materials. Opt Mater 34(3):499–512. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2011.04.018
Brown P, Bushmelev A, Butts CP, Cheng J, Eastoe J, Grillo I, Heenan RK, Schmidt AM (2012) Magnetic control over liquid surface properties with responsive surfactants. Angew Chem 124(10):2464–2466
Evanics F, Diamente P, Van Veggel F, Stanisz G, Prosser R (2006) Water-soluble GdF3 and GdF3/LaF3 nanoparticles physical characterization and NMR relaxation properties. Chem Mater 18(10):2499–2505. https://doi.org/10.1021/cm052299w
Guan H, Sheng Y, Xu C, Dai Y, Xie X, Zou H (2016) Energy transfer and tunable multicolor emission and paramagnetic properties of GdF 3: Dy 3+, Tb 3+, Eu 3+ phosphors. Phys Chem Chem Phys 18(29):19807–19819. https://doi.org/10.1039/C6CP03989H
Gui W, Liu S (2018) The GdF3 phosphors with enhanced multicolor luminescence via multi-channel excitation and energy migration procedure. Mater Res Bull 100:161–170. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2017.12.024
Han Y, Li H, Wang Y, Pan Y, Huang L, Song F, Huang W (2017) Upconversion modulation through pulsed laser excitation for anti-counterfeiting. Sci Rep 7(1):1320. https://doi.org/10.1038/s41598-017-01611-9
Hondow N, Harowfield J, Koutsantonis G, Nealon G, Saunders M (2012) Metallosurfactants in the preparation of mesoporous silicas. Microporous Mesoporous Mater 151:264–270. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2011.10.027
Huang X (2016) Realizing efficient upconversion and down-shifting dual-mode luminescence in lanthanide-doped NaGdF4 core–shell–shell nanoparticles through gadolinium sublattice-mediated energy migration. Dyes Pigm 130:99–105. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2016.03.015
Jiang K, Wang Y, Gao X, Cai C, Lin H (2018) Facile, Quick, and gram-scale synthesis of ultralong-lifetime room-temperature-phosphorescent carbon dots by microwave irradiation. Angew Chem 57(21):6216–6220. https://doi.org/10.1002/anie.201802441
Johnson NJ, Oakden W, Stanisz GJ, Scott Prosser R, van Veggel FC (2011) Size-tunable, ultrasmall NaGdF4 nanoparticles: insights into their T1 MRI contrast enhancement. Chem Mater 23(16):3714–3722. https://doi.org/10.1021/cm201297x
Karbowiak M, Mech A, Bednarkiewicz A, Stręk W, Kępiński L (2005) Comparison of different NaGdF4: Eu3+ synthesis routes and their influence on its structural and luminescent properties. J Phys Chem Solids 66(6):1008–1019. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2005.01.002
Khan LU, da Silva GH, de Medeiros AMZ, Khan ZU, Gidlund M, Brito HF, Moscoso-Londoño O, Muraca D, Knobel M, Pérez CA, Martinez DST (2019) Fe3O4@SiO2 nanoparticles concurrently coated with chitosan and GdOF:Ce3+, Tb3+ Luminophore for bioimaging: toxicity evaluation in the zebrafish model. ACS Appl Nano Mater. https://doi.org/10.1021/acsanm.9b00339
Kulpinski P, Namyslak M, Grzyb T, Lis S (2012) Luminescent cellulose fibers activated by Eu 3+-doped nanoparticles. Cellulose 19(4):1271–1278. https://doi.org/10.1007/s10570-012-9709-1
Kumar P, Singh S, Gupta BK (2016) Future prospects of luminescent nanomaterial based security inks: from synthesis to anti-counterfeiting applications. Nanoscale 8(30):14297–14340. https://doi.org/10.1039/C5NR06965C
Lecoq P, Schussler M, Schneegans M (1992) Progress and prospects in the development of new scintillators for future high energy physics experiments. Nucl Instrum Methods Phys Res B 315(1–3):337–343. https://doi.org/10.1016/0168-9002(92)90725-J
Li M, Zeng L, Chen Y, Zhuang L, Wang X, Shen H (2013) Realization of colored multicrystalline silicon solar cells with SiO2/SiNX: H double layer antireflection coatings. Int J Photoenergy 2013:352473. https://doi.org/10.1155/2013/352473
Liu C, Gao Z, Zeng J, Hou Y, Fang F, Li Y, Qiao R, Shen L, Lei H, Yang W, Gao M (2013) Magnetic/upconversion fluorescent NaGdF4:Yb, Er nanoparticle-based dual-modal molecular probes for imaging tiny tumors in vivo. ACS Nano 7(8):7227–7240. https://doi.org/10.1021/nn4030898
Nikolić M, Al-Juboori A, Đorđević V, Dramićanin M (2013) Temperature luminescence properties of Eu3+-doped Gd2O3 phosphors. Phys Scr 2013(T157):014056
Raiser D, Deville JP (1991) Study of XPS photoemission of some gadolinium compounds. J Electron Spectrosc Relat Phenom 57(1):91–97. https://doi.org/10.1016/0368-2048(91)85016-M
Rehman AU, Khan SA, Ali S, Nazar MF, Shah A, Rahman Khan A, Khan AM (2019) Counterion engineered surfactants for the novel synthesis of colloidal metal and bimetal oxide/SiO2 materials with catalytic applications. Colloids Surf A 571:80–85. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2019.03.053
Ronda C (1995) Phosphors for lamps and displays: an applicational view. J Alloys Compd 225(1–2):534–538. https://doi.org/10.1016/0925-8388(94)07065-2
Rubab R, Ali S, Rehman AU, Khan SA, Khan AM (2021) Templated synthesis of NiO/SiO2 nanocomposite for dye removal applications: adsorption kinetics and thermodynamic properties. Colloids Surf Physicochem Eng Aspects 615:126253. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.126253
Sarkar D, Ganguli S, Samanta T, Mahalingam V (2018) Design of lanthanide-doped colloidal nanocrystals: applications as phosphors, sensors, and photocatalysts. Langmuir. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.8b01593
Shuaibu AD, Rubab R, Khan S, Ali S, Shaikh AJ, Khan SA, Khan AM (2022) Comparative effects of zinc oxide nanoparticles over the interfacial properties of low concentrations of ionic surfactants at interfaces. Colloids Surf A 637:128241. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.128241
Song Y, Shao B, Feng Y, Lü W, Liu G, You H (2016) A novel strategy to enhance the luminescence performance of NaGdF 4: Ln 3+ nanocrystals. Dalton Trans 45(23):9468–9476. https://doi.org/10.1039/C6DT01206J
Takagi K, Fukazawa T (1983) Cerium-activated Gd2SiO5 single crystal scintillator. Appl Phys Lett 42(1):43–45. https://doi.org/10.1063/1.93760
Tian Y, Yang H-Y, Li K, Jin X (2012) Monodispersed ultrathin GdF3 nanowires: oriented attachment, luminescence, and relaxivity for MRI contrast agents. J Mater Chem 22(42):22510–22516. https://doi.org/10.1039/C2JM34987F
Vashista M, Paul S (2012) Correlation between full width at half maximum (FWHM) of XRD peak with residual stress on ground surfaces. Philos Mag 92(33):4194–4204. https://doi.org/10.1080/14786435.2012.704429
Wang Q, Shantz DF (2008) Ordered mesoporous silica-based inorganic nanocomposites. J Solid State Chem 181(7):1659–1669. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2008.06.015
Wang L, Li P, Li Y (2007) Down-and Up-Conversion Luminescent Nanorods. Adv Mater (Weinheim, Ger.) 19(20):3304–3307. https://doi.org/10.1002/adma.200700144
Wegh R, Donker H, Oskam K, Meijerink A (1999) Visible quantum cutting in Eu3+-doped gadolinium fluorides via downconversion. J Lumin 82(2):93–104. https://doi.org/10.1016/S0022-2313(99)00042-3
Wong H-T, Chan HL, Hao J (2009) Magnetic and luminescent properties of multifunctional GdF 3: Eu 3+ nanoparticles. Appl Phys Lett 95(2):022512. https://doi.org/10.1063/1.3177194
You M, Zhong J, Hong Y, Duan Z, Lin M, Xu F (2015) Inkjet printing of upconversion nanoparticles for anti-counterfeit applications. Nanoscale 7(10):4423–4431. https://doi.org/10.1039/C4NR06944G
Younis A, Loucif A (2021) Defects mediated enhanced catalytic and humidity sensing performance in ceria nanorods. Ceram Int 47(11):15500–15507. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.02.117
Younis A, Shirsath SE, Shabbir B, Li S (2018) Controllable dynamics of oxygen vacancies through extrinsic doping for superior catalytic activities. Nanoscale 10(39):18576–18585. https://doi.org/10.1039/C8NR03801E
Zhang Z, Zhang Y, Wang C, Feng Z, Zhang W, Xia H (2017) White light emission characteristics of Tb3+/Sm3+ co-doped glass ceramics containing YPO4 nanocrystals. J Mater Sci Technol 33(5):432–437. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2016.10.002