多元体系超大尺寸稀土层状化合物单层纳米片的高效剥离与功能化

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51302032
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Two dimensional nanophosphors of high quality play an important role in the miniaturization and intelligentization of opto-electronic components. This project focuses on the synthesis of ultra-large single crystals of Y/(Gd,Tb)/Eu complex layered rare earth hydroxide (LRH) via controlled processing, the efficient exfoliation of LRH single crystals into ultra-large unilamellar nanosheets, and the functionalization of the nanosheets via the constrcution of oriented fluorescent films of novel structural features. Ultra-large (>30μm) LRH single crystals will be obtained by hydrothermal synthesis, which are then efficiently delaminated into unilamellar nanosheets with a lateral size of >10μm and a thickness of ~1nm via hydrothermal anion exchange, intercalation, and inter-layer expansion. Highly stable transparent suspensions containing the ultra-large nanosheets will also be prepared. "Rare-earth oxide/silica-sphere array" complex fluorescent films with a high [111] orientation, a rare-earth oxide layer thickness of <100nm, and a spherically curved surface will be constructed with the ultra-large nanosheets and silica monospheres as building blocks. Luminescent properties of the films will be optimized by taking advantages of the [111] crystallographic orientation, the spherically curved surface, and the efficient energy transfer from Gd3+(Tb3+) to Eu3+. Photoluminescent performances of the films are expected to be modulated by the photonic crystal structure, and the underlying mechanism will also be clarified. Highly fluorescent films of excellent transparency, which show luminescence stronger than both the surface-smooth films and the powder form, will be finally obtained. This project may provide new concepts for the design of efficient phosphors and luminescent films.
二维纳米荧光材料的高品质化对光电元器件微型化、智能化的发展至关重要。本项目针对Y/(Gd,Tb)/Eu多元体系超大尺寸稀土层状化合物(LRH)单晶颗粒的可控合成、超大尺寸LRH单层纳米片的高效剥离与功能化展开系统研究。采用水热法合成出Y/(Gd,Tb)/Eu多元体系超大尺寸(>30μm)LRH单晶颗粒,通过水热离子交换、插层柱撑高效剥离出边长尺寸>10μm、厚度~1nm的LRH单层纳米片,并获得稳定分散于介质中的纳米片溶胶。以超大尺寸纳米片为构筑单元制备出具有高度[111]取向、稀土氧化物层厚度<100nm、表面呈球形曲面状的"稀土氧化物/二氧化硅球阵列"复合透明荧光膜。利用结晶取向、球形曲面与"Gd3+(Tb3+)→Eu3+"的有效能量传递优化荧光性能,利用光子晶体结构调制荧光发射、明确作用机制,获得荧光性能优于表面平整取向膜与相应粉体的高品质透明荧光膜,为荧光材料提供新的设计思路。

结项摘要

以NH4NO3作为矿化剂,利用高温水热首次合成出边长尺寸50-300微米(通常5微米以下)的Y/Eu二元系和Y/Tb/Eu、Y/Gd/Eu、Y/Gd/Dy多元体系超大尺寸稀土层状化合物(LRH)单晶颗粒,并明确了结晶机制。发现提高水热温度和添加矿化剂NH4NO3促进LRH晶粒长大。采用水热离子交换实现了LRH层间硝酸根与含长碳链的十二烷基磺酸根(DS-)和油酸根(oleate)大尺寸有机阴离子的完全置换,并将柱撑产物分散于甲酰胺和甲苯中,高效剥离出边长尺寸达60微米(一般500nm以下)、厚度2nm以下的单晶LRH纳米片,并获得稳定分散于介质中的纳米片溶胶。基于水热离子交换的动力学过程,首次提出了大尺寸LRH有机阴离子交换的蠕动模式。以超大尺寸纳米片为构筑单元制备出具有高度[111]取向、厚度100nm左右的Y/Eu二元系和Y/Tb/Eu、Y/Gd/Eu、Y/Gd/Dy多元体系致密稀土氧化物,发现了“Gd3+(Tb3+)→Eu3+(Dy3+)”的能量传递、并分析传递效率和机理。利用结晶取向和“Gd3+(Tb3+)→Eu3+(Dy3+)”的有效能量传递显著提高了荧光膜的发光强度。以二氧化硅球阵列为模板、以大尺寸纳米片为构筑单元成功制备出表面呈球形曲面状的复合透明荧光膜,利用球形曲面进一步增强了荧光强度。利用不同稀土离子的共掺杂实现了荧光膜的调色功能。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hydrothermal conversion of layered hydroxide nanosheets into (Y0.95Eu0.05)PO4 and (Y0.96-xTb0.04Eux)PO4 (x=0-0.10) nanocrystals for red and color-tailorable emissions
将层状氢氧化物纳米片水热转化为 (Y0.95Eu0.05)PO4 和 (Y0.96-xTb0.04Eux)PO4 (x=0-0.10) 纳米晶体,实现红色和颜色可定制的发射
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Ji-Guang Li;Qi Zhu;Xiaodong Li;Xudong Sun
  • 通讯作者:
    Xudong Sun
Room-temperature ?uorination of layered rare-earthhydroxide nanosheets leading to ?uoride nanocrystals and elucidation ofdown-/up-conversion photoluminescence
层状稀土氢氧化物纳米片的室温氟化导致氟化物纳米晶体以及下/上转换光致发光的阐明
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    MATERIALS & DESIGN
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Jing Li;Ji-Guang LI;Qi Zhu;Xudong Sun
  • 通讯作者:
    Xudong Sun
Eu3+ Activated Y2O3 Red Phosphor Monospheres: Size-controlled Processing and Luminescence Property
Eu3激活Y2O3红色荧光粉单球:尺寸控制加工和发光性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Inorganic Materials
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Qu Jiao;Zhu Qi;Li Ji-Guang;Sun Xu-Dong
  • 通讯作者:
    Sun Xu-Dong
Sulfate Exchange of the Nitrate-Type Layered Hydroxide Nanosheets of Ln(2)(OH)(5)NO3 center dot nH(2)O for Better Dispersed and Multi-color Luminescent Ln(2)O(3) Nanophosphors (Ln = Y0.98RE0.02, RE = Pr, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, and Tm)
Ln(2)(OH)(5)NO3 中心点 nH(2)O 的硝酸盐型层状氢氧化物纳米片的硫酸盐交换以获得更好分散和多色发光的 Ln(2)O(3) 纳米荧光粉 (Ln = Y0)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Nanoscale Research Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li, Ji-Guang;Zhu, Qi;Li, Xiaodong;Sun, Xudong
  • 通讯作者:
    Sun, Xudong
Hydrothermal-assisted exfoliation of Y/Tb/Eu ternary layered rare-earth hydroxides into tens of micron-sized unilamellar nanosheets for highly oriented and color-tunable nano-phosphor films.
水热辅助将 Y/Tb/Eu 三元层状稀土氢氧化物剥离成数十微米尺寸的单层纳米片,用于高度取向和颜色可调的纳米荧光粉薄膜
  • DOI:
    10.1186/s11671-015-0828-0
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Nanoscale research letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhu Q;Xu Z;Li JG;Li X;Qi Y;Sun X
  • 通讯作者:
    Sun X

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其他文献

Multi-Access Selection Algorithm Based on Joint Utility Optimization for the Fusion of Heterogeneous Wireless Networks
基于联合效用优化的异构无线网络融合多接入选择算法
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    朱琦
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  • DOI:
    10.3837/tiis.2018.06.002
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    朱琦
A QoS Based Adaptive Backoff Scheme for Vehicular Ad Hoc Networks
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    章天骄;朱琦
  • 通讯作者:
    朱琦
认知Ad hoc网络中基于市场的三级频谱分配方案
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱洪波;朱琦;林玉清
  • 通讯作者:
    林玉清

其他文献

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高精度芯片刻蚀机用铝合金抗等离子体腐蚀涂层的研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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