稀土掺杂多模态发光材料的制备及防伪应用

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caiguoxi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
稀土发光材料凭借其优异的光学性能(颜色可调、发光模式多样化和发光寿命长等)在防伪领域中发挥着至关重要的作用。例如,货币、证券和银行支票等的印刷都含有一系列稀土发光材料。遗憾的是,目前报道的许多稀土发光材料都呈现出固定的激发模式和单一的颜色输出,从而导致其防伪效果不佳,容易被仿冒。因此,开发先进的稀土发光材料对防伪应用而言具有重要意义。由于稀土发光材料在防伪领域存在的问题,因此,本论文以颜色可调、激发模式可变、多模态发光(光致发光、上转换发光、光激励发光、余辉、机械发光)以及动态发光等特征为研究思路,设计制备了三类具有不同功能的稀土掺杂多模态防伪材料,并取得了五个创新性成果,成功解决了稀土发光材料在防伪中容易伪造的问题。具体研究内容如下:(1)利用高温固相法,我们制备出一系列多色长余辉材料Na Ca2Ge O4F:x Tb3+(x=0.1%~0.8%)。随着Tb3+离子掺杂浓度的不同,其余辉颜色可以从蓝色变为青色和亮绿色,且当掺杂浓度分别为0.1%,0.4%和0.8%时,余辉时间最长,分别为5.62 h,8.52 h和7.14 h。进一步研究表明这种多色余辉现象不仅与Na Ca2Ge O4F:Tb3+材料中产生陷阱的深度和浓度有关,而且也与Tb3+离子的特征发射峰之间产生的交叉弛豫现象有关。最后,在基于多色余辉性能的基础上,我们通过丝网打印技术制备了防伪图案,实现了多色防伪的应用。(2)我们以改变激发波长实现颜色可调发光为思路,通过离子共掺杂策略,对La4Ge O8基质内部的能级进行调控,制备了一种多模态发光材料La4Ge O8:Eu2+/3+,Er3+。该材料在250 nm~380 nm的激发波长照射下,其发光颜色可以从红色调为紫色、淡蓝色和绿色。同时,该荧光粉在近红外激光器(980 nm和808 nm)照射下呈现出绿色的上转换发光。最后,在这个多模态发光特征的启发下,我们设计了一种依赖激发光源呈现不同发光的防伪应用,结果表明,利用便携式紫外灯、980 nm和808 nm激光器可以很容易检测到不同颜色的发光,成功实现了多模态防伪应用。(3)在发光颜色可调和上转换发光基础上,我们引入余辉,制备了一种三模态发光材料Ba2Ga2Ge O7:Pr3+,Er3+。首先在Ba2Ga2Ge O7基质引入Pr3+离子对其内部进行陷阱和能级的调控,实现光致发光和余辉,然后共掺入Er3+离子再次对基质内部进行能级的调控,获得颜色可调发光和上转换发光。因此,该材料在便携式紫外灯(254 nm和365 nm)的照射下,其发光颜色可以从白色变为绿色,且在254 nm UV光照后,可产生白色余辉。同时,该材料在980 nm NIR激光器照射下产生绿色的上转换发光。最后,在这个三模态发光特征基础上,设计了一种防伪应用,结果表明在便携式紫外灯和980 nm激光器照射下可以很容易观察到防伪图案的颜色变化,成功实现了多模态防伪应用。(4)在第三个工作基础上,我们继续利用稀土离子在La Ca Al3O7基质中进行能级和陷阱的调控,合成了一种高度集成的四模态发光材料La Ca Al3O7:Eu2+/3+,Yb3+,Er3+。该材料在250 nm~380 nm的激发光源下,其颜色随着激发波长的变化可以从紫红色变为蓝色,关闭激发光源后,该材料呈现出蓝色的余辉。在980nm NIR激光器照射下,该材料又呈现出绿色的上转换发光。此外,该材料与PDMS复合制成的弹性薄膜具有耐水性、拉伸性和柔韧性,且在拉伸或者使用玻璃棒进行摩擦时,呈现出蓝色的机械发光。最后,受此多模态发光性能的启发,设计了一种防伪应用,结果表明利用便携式紫外灯、近红外激光器照射和玻璃棒摩擦等手段可以观察到防伪图案的颜色变化,从而实现多模态防伪应用。(5)以设计动态发光为导向,制备了一种多模动态余辉材料Li Ga O2:Ce3+。由于Li Ga O2基质可以产生近红外光致发光和余辉,所以我们通过掺入Ce3+离子进行陷阱的调控,使得该材料在254 nm UV照射下,可产生橙黄色的光致发光,在关闭激发光源后,呈现出动态余辉(橙黄色→白色),继而在关闭激发光源后使用650 nm的滤波片时,可观察到近红外余辉发光。将该材料用254 nm UV光源预照射后搁置一段时间,使用980 nm近红外激光器照射时,可产生橙黄色的光激励余辉发光。最后,依赖Li Ga O2:Ce3+荧光粉独特发光特性,设计了一种防伪应用,利用紫外灯和近红外激光器等可以观察到防伪图案的颜色变化,实现了多模动态的防伪应用。
其他文献
去泛素化酶OTUB1在免疫炎症、DNA损伤修复和肿瘤的发生发展中发挥着重要的调控作用。多种敲除小鼠模型证实了OTUB1在组织稳态调控中不可或缺。小鼠T细胞特异性敲除Otub1后能更有效的清除自身抗原,B细胞特异性敲除Otub1的小鼠B细胞过度增殖并出现自身免疫病,小鼠星形胶质细胞特异性敲除Otub1后更易发展出实验性自身免疫性脑脊髓炎,此外小鼠树突状细胞特异性敲除Otub1后在弓形虫感染后更易死于
学位
报纸
99Tc是核废液中最棘手的放射性元素之一,因为它具有半衰期长(2.13×10~5年),环境流动性强(Tc O4-,11.3 mol/L),且目前并无有效的固化形式等特点,使Tc O4-在环境中快速迁移,易于进入食物链中,从而对人类安全造成严重威胁。因此检测和去除放射性99Tc对生态环境保护具有重要意义。目前,开发具有高吸附容量、快速动力学和良好选择性的功能材料用于放射性核废液中Tc O4-的去除仍
学位
<正>乳蛾是常见的儿科疾病,主要症状是咽部疼痛或有异物感,咽部红肿,表面或有黄白色脓点。急性起病时,可伴有全身不适,如畏寒、高热、头痛、食欲下降、乏力等症状。早在《黄帝内经》中,就有喉痹”“嗌肿”“嗌干痛”等记载。《咽喉脉证通论·乳蛾篇》记载:“其状或左或右,或红或白,形如乳头,故名乳蛾。”《儒门事亲》云:“热气上行,结搏于喉之两旁,近外肿作,以其形似,是谓乳蛾。”现代医学称其为急性扁桃体炎、急性
期刊
随着市场经济的进一步深化,大众文化的崛起,20世纪90年代的文学创作在题材内容、价值立场、审美倾向、叙事形态等多个方面都发生了明显的转变。新变的重要标志之一就是对性别差异、女性话语、女性身体的特别关注。自近代起,女性形象的建构就不仅仅关乎于性别,作为有效能指的女性符码同时负载着丰富的文化意涵,女性形象的所指范畴常常大于性别界面。因此,对女性形象新变特质的研究是我们理解转型期社会文化焦点和社会文化心
学位
目的:血管内皮细胞定向迁移是创面愈合过程中血管新生的基础。创面内电场能促进血管内皮细胞定向迁移,但其机制尚不明确。本研究旨在探究自噬在电场促血管内皮细胞定向迁移中的作用及其分子机制。方法:1.采用人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)和人真皮微血管内皮细胞(human dermal microvascular endotheli
学位
全球经济增速下行和气候灾害频发是人类实现可持续发展的关键桎梏,在气候风险突出、温室效应加剧、资源能源耗竭、环境约束增大的现实背景下,经济发展实现低碳转型是突破发展困境的关键路径。全球可持续发展的趋势和目标为金融部门改革创新赋予新的使命,绿色金融的发展能够进一步优化经济发展模式、赋能经济高质量发展。近年来,各国政府部门、金融机构、企业和个人投资者对绿色金融的关注达到空前的高度,中国绿色金融的政策体系
学位
为改善服役于高温含氯环境中的合金或涂层的耐蚀性能,提高该工况下设备运行效率,降低原以镍基高温合金Inconel625为主的传统合金成本,提高性价比,本论文选取高Ni、Cr含量的Fe基超级奥氏体合金904L作为基体材料,在高温含氯环境中表现出较好耐蚀性的Ti、Al、Nb元素作为改性元素,采用真空电弧熔炼工艺以及热压结合真空电弧熔炼工艺,分别制备了Ti改性904L合金(904L:Ti)、Al改性904
学位
背景子宫内膜癌(endometrial cancer,EC)是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤。尽管EC的预后较好,但晚期患者的5年生存率(Overall Survival,OS)仍不理想。SPOCD1(Spen paralogue and orthologue C-terminal domain containing 1,SPOCD1)在多种实体瘤中呈现致癌作用,而有关SPOCD1的调控在EC中的作
学位
<正>“四块”,又称“四宝”,是福建南音中最具特色的小型打击乐器。笔者一直认为它独一无二,然而,近几年的两次团队田野考察颠覆了我以往的认知。第一次是2018年11月2日,作为上海音乐学院“亚欧音乐研究中心”首期邀访学者之一,在甘肃省天水市秦安县文化馆考察秦安老调,见到与南音“四块”高度相似的“四页瓦”。早期秦安老调文场仅用三弦,武场加上四页瓦和碰铃,后来逐渐加入其他乐器。南音也用三弦、四块和碰铃,
期刊