溶剂热方法调控长余辉发光材料纳米结构

Long-lasting phosphorescent materials are a kind of important energy-saving materials. It is a important direction to make this kind of materials nanocrystallize. This project aims to their nanocrystallization and nanostructures by solvothermal method using alkaline earth aluminates, which are micron particles, as raw materials. We will research the effect of solvothermal reaction conditions on nanocrystallization of long lasting phosphorescent materials and the formation process and mechanism of the nanostructures under solvothermal conditions. The change of the afterglow properties and particle size and morphologies of the materials will be observed before and after the reaction. The relation and law between the afterglow properties and reaction conditions and nanostructures will be elaborated. After this project completion, it will provide an important new method and way for the nanocrystallization of long lasting phosphorescent materials and other luminescent materials. Furthermore, it will afford the basis and the foundation for the development of the application of long afterglow materials in the new field of biomedical and photovoltaic conversion and agriculture and so on.

长余辉发光材料是一类重要的节能材料，其纳米化是目前重要的发展方向。本项目利用"自上而下"的思想，主要以微米级碱土铝酸盐长余辉发光材料为原料，创造性地提出采用溶剂热方法获得并调控长余辉发光材料的纳米结构。研究溶剂热反应条件对长余辉发光材料纳米化的作用和影响，研究溶剂热条件下纳米结构的形成过程和机理，研究材料余辉性能的变化及与反应条件和纳米结构的关系。本项目的研究和完成，将为长余辉发光材料及其他发光材料的纳米化提供新的方法和路线，为开拓长余辉发光材料在生物医学和光电转换以及农业等新的领域的应用提供基础和依据。

通过4年左右时间的努力，我们完成了本项目的研究内容，取得了相应的研究成果，为纳米长余辉发光材料制备以及碳点与无机发光材料复合体系构建及其应用打下了基础，提供了理论依据和技术支撑。.本项目比较系统研究了有机溶剂热处理长余辉发光材料及其余辉性能变化，获得了不同纳米结构和形貌，并对形成机理进行了研究。.在国际上我们首先开展了有机溶剂热处理块体发光材料以获得纳米发光材料的研究，有望开辟一条“由上到下”制备纳米发光材料的新方法。.我们的研究表明，长余辉发光材料通过有机溶剂热处理，不仅可以改变(增强或减弱)材料的长余辉性能，而且可以改变了长余辉发光材料的表面形貌和结构，这与有机溶剂的种类、分子结构、极性等有关。进一步，我们提出了有机溶剂热处理长余辉发光材料表面形貌和结构变化的机理。高温高压的有机溶剂在反应釜中对长余辉块体材料反复进行冲刷，从块体材料上刻蚀出沟壑状形貌，剥离下来以纳米颗粒的形式存在。在反应釜自然冷却降至室温的过程中，溶剂热反应阶段中产生的纳米颗粒重新在块体材料表面进行自组装，在不同溶剂的作用下，纳米颗粒自组装形成了不同的纳米结构和形貌。此外，我们还使用聚二甲基硅氧烷PDMS，利用它具有的优异的透光性、化学惰性以及疏水性，用它来包覆长余辉发光材料粉体颗粒的表面。结果表明，不仅提高了材料的耐水性，解决了此类材料因抗湿性差而应用受到限制的问题，而且增强材料的发光强度。.本项目还扩大了研究范围，研究了碳点及其与稀土离子或稀土离子激活的荧光体复合，构建一类新的发光体系，研究它们之间的相互影响和变化关系，发展材料的新的应用领域。开展水热法制备碳点材料，研究了碳点的发光性能，进一步开展碳点与无机稀土发光材料的复合、性能和应用研究，我们在国际上率先开展了碳点对植物生长发育的影响和组织成像，取得了新的结果。.本项目共发表SCI研究论文28篇，会议论文4篇，获授权发明专利5件，申请发明专利15件。