Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Синтез стойких люминесцентных наночастиц для перезаписываемых дисплеев и осветительных приборов

2.7K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/65956

⸱

13 сентября 2024 г.

 ,  , 
1School of Physical Science and Technology, Shanghai Tech University

В этой статье

Краткое содержание

Представлен протокол синтеза стойких люминесцентных наноматериалов (PLNP) и их потенциального применения в перезаписываемых дисплеях и художественной обработке с использованием эффекта послесвечения при облучении ультрафиолетовым светом (365 нм).

Аннотация

Стойкие люминесцентные наночастицы (PLNP) обладают способностью поддерживать длительную продолжительность жизни и сильное излучение даже после прекращения возбуждения. PLNP широко используются в различных областях, включая информационные дисплеи, шифрование данных, биологическую визуализацию и художественное оформление с устойчивым и ярким светом, обеспечивая безграничные возможности для различных инновационных технологий и художественных проектов. Этот протокол посвящен экспериментальной процедуре гидротермального синтеза PLNP. Успешный синтез устойчивых люминесцентных наноматериалов с Mn2+ или Cr3+ в качестве люминесцентного центра в Zn2GeO4: Mn (ZGO: Mn) или ZnGa2O4: Cr подчеркивает универсальность этого метода синтеза. С другой стороны, оптические свойства ZGO:Mn могут быть изменены путем регулировки pH растворов прекурсоров, что демонстрирует настраиваемость протокола. При зарядке ультрафиолетом (УФ) на длине волны 365 нм в течение 3 минут и последующей остановке, PLNP демонстрируют замечательную способность эффективно и стабильно генерировать послесвечение, что делает их идеальными для создания двухмерных перезаписываемых дисплеев и трехмерных прозрачных, светящихся произведений искусства. Этот протокол, изложенный в данной статье, представляет собой осуществимый метод синтеза стойких люминесцентных наночастиц для дальнейшего освещения и визуализации, открывая новые перспективы для областей науки и искусства.

Введение

Персистентная люминесценция (PL) — это уникальный оптический процесс, который может накапливать энергию от ультрафиолетового света, видимого света, рентгеновских лучей или других источников возбуждения, а затем высвобождать ее в виде фотонного излучения в течение секунд, минут, часов илидаже дней. Открытие непрерывного светящегося явления произошло во времена династии Сун в древнем Китае 1000 лет назад, когда художник случайно обнаружил картину, светящуюся в темноте. Позже было обнаружено, что некоторые природные сырье и минералы могут поглощать солнечный свет, а затем светиться в темноте и даже могут быть превращены в завораживающий светящийся жемчуг. Тем не менее, первые адекватные данные о стойких люминофорах должны быть прослежены до открытия излучения PL из болонского камня в начале17-го века, который испускал желто-оранжевое послесвечение в темноте 1,2,3,4. Позже было обнаружено, что природные примеси Cu+ в BaS играют важную роль в этом стойком явлении люминесценции1,4. До середины 1990-х годов производство стойких люминофоров было в значительной степени ограничено сульфидами5. В 1996 году Matsuzawa et al. сообщили о новом люминофоре оксида металла (SrAl2O4:Eu2+, Dy3+) с чрезвычайно ярким послесвечением, что в значительной степени стимулировалорасширение исследований стойкой люминесценции.

Уникальные свойства стойких люминесцентных материалов в основном обусловлены двумя видами активных центров: эмиссионными центрами и центрами ловушек 1,7,8. Среди них первый определяет длину волны излучения, в то время как устойчивая интенсивность и время в основном определяются центрами ловушек. Таким образом, при проектировании материалов PL следует учитывать оба аспекта, чтобы достичь желаемой длины волны излучения и долговечной люминесценции 9,10. Центрами излучения могут быть ионы лантаноидов с переходами 5d к 4f или от 4f к 4f, ионы переходных металлов с переходами d к d или ионы постпереходных металлов спереходами p к s 1,11,12,13. С другой стороны, центры ловушек образованы дефектами решетки или различными солегирующими легирующими веществами14,15, которые обычно не испускают излучение, а вместо этого накапливают энергию возбуждения в течение некоторого времени, а затем постепенно высвобождают ее в излучающий центр посредством тепловой или другой физической активации16,17. Сообщалось о большом количестве люминофоров с различными хозяевами и легирующими ионами. К настоящему времени было обнаружено, что неорганические соединения металлов18, металл-органические каркасы8, некоторые органические композиты19 и полимеры20 обладают свойствами PL. В последние годы стойкие люминесцентные материалы с глубокими ловушками с управляемым накопителем энергии и свойствами высвобождения фотонов показали большой потенциал применения в хранении информации21, многослойной защите от подделок22 и современных дисплеях23.

На основе вышеуказанного состава были успешно разработаны и синтезированы PLNP с различными матрицами, такими как BaZrSi3O97, Y2O2S24, Ca14Mg2(SiO4)825, CaAl2O426, SrAl2O426,27 и Sr2MgSi2O728 с многолегированными люминесцентными центрами, в которых люминесцентные центры сильно зависят от эффекта кристаллического поля решетки хозяина, в то время как дефекты, генерируемые или улучшаемые различным легированием, служат вспомогательными центрами для контроля интенсивности и продолжительности послесвечения. В дополнение к совместному легированию, длительная эмиссия также может наблюдаться в случае только одного активатора, такого как гетерогенные PLNP с матрицей Y3Al2Ga3O1229, BaGa2O430, Ca2SnO431, CdSiO332 и Zn3Ga2Ge2O1033. Тройные оксиды на основе германатов включают Ca2Ge7O16, Zn2GeO4, BaGe4O9 и др., которые являются типичными широкозонные полупроводниковые материалы с перестраиваемым излучением, воспроизводимой и стабильной люминесценцией, высоким квантовым выходом, экологичностью и широкой доступностью 34,35,36. Эти преимущества делают его хорошим носителем фотолюминесцентного типа активатора. В последние несколько лет германаты с различными микроструктурами35,37 были получены обычными твердотельными реакциями или методами химического раствора, и эти характеристики делают Zn2GeO 4 полезным для стерилизации38, защиты от подделки39, катализа40, светодиодов41, биосенсоринга42, анодов батарей43, детекторов44,45 и т.д.

С целью расширения применения PL-материалов разработан управляемый синтез однородных и стойких люминесцентных наночастиц. Десять лет назад стойкие люминофоры были синтезированы методом твердотельного синтеза46. Однако длительное время реакции и высокая температура отжига в процессе синтеза привели к образованию больших и нерегулярных люминофоров, что ограничило их применение в других областях, таких как биомедицина. В 2007 году Chermont et al. впервые применили золь-гель подход для синтеза наночастиц и получили Ca0,2Zn0,9Mg0,9Si2O6: Eu2+, Dy3+, Mn2+, что открыло эру PLNP47. Тем не менее, стратегия нисходящего синтеза сопровождается такими проблемами, как неконтролируемый размер и морфология, поэтому исследователи проделали большую работу по разработке управляемого восходящего синтеза PLNP. С 2015 года один за другим появились различные методы синтеза, такие как метод шаблонного синтеза, гидротермальный/сольвентный термический метод, золь-гель метод и другие методы мокрого химического синтеза для синтеза однородных и управляемых PLNP 47,48,49,50. Среди них гидротермальный синтез является одним из наиболее часто используемых методов получения наноматериалов, который может обеспечить регулируемый и мягкий синтетический метод получения соединений или материалов со специальными структурами и свойствами51.

В данной работе мы подробно описываем экспериментальную процедуру синтеза PLNP Zn2GeO4: Mn с морфологией 1D наностержней гидротермальным методом и создания для них жесткой среды для дальнейшего освещения. Установлено, что люминесцентные свойства PLNP, включая длину волны излучения и кривую затухания послесвечения, могут быть изменены путем регулировки значения рН прекурсора. С другой стороны, чтобы подчеркнуть универсальность этого метода, мы также синтезируем PLNP с Cr в качестве люминесцентного центра, используя ZnGa2O4 в качестве матрицы (ZnGa2O4: Cr), которая демонстрирует излучение послесвечения (697 нм) в ближней инфракрасной области после возбуждения ультрафиолетовым светом (365 нм). В данной статье основное внимание уделяется Zn2GeO4: Mn, значение pH которого раствора прекурсора составляет 9,4 для производства и визуализации двумерных и трехмерных произведений искусства. Zn2GeO4: Mn — это тип наноматериала с ионами Mn в качестве люминесцентного центра, который получает сильное излучение зеленого света (~ 537 нм) под воздействием ультрафиолетового света с длиной волны 365 нм. В то же время непрерывный зеленый свет все еще можно увидеть после прекращения возбуждения. Чтобы способствовать полимеризации PLNP в метилметакрилате, в процессе гидротермального синтеза добавляли лиганды (полиэтиленгликоль), а затем PLNP полимеризовали метилметакрилатом (MMA) в двумерной или трехмерной форме, чтобы он мог формировать светящееся произведение искусства при плавном извлечении из формы.

Этот протокол обеспечивает осуществимый метод гидротермального синтеза, реакций полимеризации и люминесцентного применения PLNP в расширенной цветопередаче. Любые различия в pH, температуре и химических реагентах во время роста нанокристаллов будут влиять на размер и оптические свойства наноструктур PLNP. Этот подробный протокол призван помочь новым исследователям в этой области улучшить воспроизводимость PLNP с использованием гидротермального метода для дальнейшего более широкого применения.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Синтез Zn2GeO4: Mn PLNP

  1. Приготовьте 2 м/л раствора гидроксида натрия, растворив 10 мМ гидроксида натрия в 5 мл деионизированной воды.
  2. Приготовьте 0,4 м/л раствора германата натрия, добавив 2 мМ оксида германия в 5 мл раствора гидроксида натрия, а затем перемешайте при комнатной температуре около 30 минут.
  3. Добавьте 4 мМ хлорида цинка, 0,01 мМ нитрата марганца и 600 мкл азотной кислоты (65%-68% масс.) в маленькую мензурку объемом 100 мл, содержащую 22 мл деионизированной воды.
    ВНИМАНИЕ: Добавление азотной кислоты следует строго проводить в вытяжном шкафу и следить за тем, чтобы вокруг не было открытого огня или нагрева.
  4. Энергично перемешайте до полного растворения раствора шага 1.3.
  5. Медленно добавьте 2 мМ раствора германата натрия в раствор шага 1.4. Добавьте в раствор 1 мл полиэтиленгликоля (ПЭГ; 300 МВт).
  6. Поместите откалиброванный зонд pH-метра в раствор, чтобы контролировать значение pH реакционной системы. Установите относительно осторожное помешивание, чтобы избежать разбрызгивания раствора и столкновения между мешалкой и зондом.
  7. Добавляйте в раствор гидроксид аммония с массовой долей 25%-28% по каплям, и регулируйте pH раствора до 6,0, 8,0 или 9,4 в зависимости от изучаемого свойства люминесценции. Обязательно добавляйте гидроксид аммония медленно и постоянно следите за изменениями pH раствора, чтобы система не стала слишком кислой или слишком щелочной, чтобы не повлиять на морфологию и люминесцентные свойства наноматериалов.
  8. Накройте стакан герметизирующей пленкой и размешайте раствор при комнатной температуре в течение 1 ч. Старайтесь не подвергать систему воздействию воздуха, чтобы предотвратить попадание пыли и испарение растворителя, при этом перемешивайте с постоянной скоростью, чтобы уровень жидкости в системе не разбрызгивался при полном смешивании системы.
  9. Перелейте раствор в автоклав с тефлоновой футеровкой и поместите его в электрическую термостатическую сушильную печь при температуре 220 °C на 4 часа.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Подходящий автоклав с тефлоновой футеровкой должен быть выбран в соответствии с объемом системы, а реактор должен содержаться в чистоте. Объем добавляемого сырья не должен превышать 1/3 объема автоклава. В то же время убедитесь, что автоклав полностью закрыт, прежде чем помещать его в электрическую термостатическую сушильную печь.
  10. Выключите электрическую термостатическую сушильную печь, когда реакция завершится, и подождите, пока система остынет до комнатной температуры, чтобы вынуть реактор. Обязательно подождите, пока реактор полностью остынет, а давление снизится до безопасного диапазона, прежде чем переходить к следующему этапу, чтобы избежать прямого контакта высокой температуры с обшивкой.
  11. Медленно откройте реактор и переложите реакционный раствор в две центрифужные пробирки объемом 50 мл. Промойте реактор 40 мл этанола, а затем перенесите раствор этанола в те же центрифужные пробирки.
  12. Сделайте вихрь в течение 30 с, чтобы раствор можно было равномерно перемешать, затем центрифугируйте образец при 4000 х г в течение 15 минут при комнатной температуре и удалите надосадочную жидкость.
  13. Добавьте 10 мл деионизированной воды в каждую центрифужную пробирку и обрабатывайте ультразвуком в течение 5 минут (240 Вт, 40 кГц) для повторного диспергирования продукта.
  14. Добавьте по 20 мл этанола в каждую центрифужную пробирку и перемешайте в течение 30 с, чтобы раствор равномерно перемешался.
  15. Продолжайте центрифугировать продукт в соответствии с указанными выше настройками (4000 x g, 15 мин) при комнатной температуре и выбросьте надосадочную жидкость.
  16. Ультразвуком в течение 5 минут диспергируйте продукт в 2 мл раствора метанола, запечатайте образец герметизирующей пленкой и храните его в холодильнике при температуре 4 °C, чтобы предотвратить загрязнение образца и испарение растворителя для будущих применений в освещении.

2. Синтез ZnGa2O4: Cr PLNP

  1. Растворите 12 мМ Ga(NO3)3.xH 2O, 7,2 мМ ZnCl2 и 0,024 мМ Cr(NO3)3.9H 2O в 30 мл деионизированной воды.
  2. Добавьте в раствор 1 мл ПЭГ (300, МВт). Добавьте в раствор гидроксид аммония (25%-28% мас.%), осторожно перемешайте до достижения pH 9,0-9,4. Обязательно контролируйте скорость перемешивания, чтобы раствор мог тщательно перемешаться, не попадая на pH-метр.
  3. Накройте стакан герметизирующей пленкой и размешайте раствор при комнатной температуре в течение 1 ч. Постарайтесь свести к минимуму воздействие воздуха на систему, чтобы предотвратить попадание пыли и испарение растворителя. В то же время контролируйте скорость перемешивания, чтобы система не разбрызгивалась во время тщательного перемешивания.
  4. Переложите раствор в автоклав с тефлоновой футеровкой и работайте при температуре 220 °C в течение 6 часов. Вынимайте емкость после того, как температура снизится до комнатной. Перед началом последующих операций убедитесь, что реакционный сосуд полностью остыл, а давление упало до безопасного диапазона, а также избегайте прямого контакта высоких температур с кожей.
  5. Перелейте реакционный раствор в две центрифужные пробирки объемом 50 мл. Промойте реактор 40 мл этанола, а затем переложите раствор этанола в те же центрифужные пробирки.
  6. Вихрем в течение 30 с перемешать раствор, а затем центрифугировать образец при 4000 х г в течение 15 мин при комнатной температуре и удалить надосадочную жидкость.
  7. Добавьте 10 мл деионизированной воды в каждую пробирку центрифуги и обрабатывайте ультразвуком в течение 5 минут для повторного диспергирования продукта.
  8. Добавьте по 20 мл этанола в каждую центрифужную пробирку и перемешайте в течение 30 с, чтобы раствор равномерно перемешался. Продолжайте центрифугирование продукта при комнатной температуре, как упоминалось ранее (4000 x g, 15 мин) и выбросьте надосадочную жидкость.
  9. Ультразвуком в течение 5 мин диспергировать продукт в 2 мл деионизированной воды и укупорить образец герметизирующей пленкой для хранения.

3. Очистка для сырья

  1. Очистите метилметакрилат (ММА) с помощью колоночной хроматографии, как описано ниже.
    1. Заполните половину колонки щелочным оксидом алюминия (100-200 меш) и слегка уплотните стеклянным стержнем. При заполнении колонны оксидом алюминия обратите внимание на равномерное распределение и равномерное уплотнение наполнителя для повышения эффективности сепарации.
    2. Добавьте небольшое количество MMA и откройте поршень дроссельной заслонки из ПТФЭ ниже. Как только слой растворителя смочит весь оксид алюминия и жидкость вытечет, добавьте еще MMA и повторите этот процесс несколько раз. Время, когда массовое соотношение всего ММА добавляется к основному оксиду алюминия: 1:50 представляет собой окончание процесса.
    3. Окончательный собранный образец ММА поместите в стеклянную бутылку, запечатайте ее герметизирующей пленкой и храните при температуре 4 °C.
      ВНИМАНИЕ: Весь процесс следует проводить в вытяжном шкафу из-за сильной летучести ММА. При этом операторы должны быть в масках и халатах.
  2. Очистите азобисизобутиронитрил (AIBN) путем рекристаллизации, как описано ниже.
    1. Приготовьте 50 мл смешанного раствора с объемным соотношением 7:3 этанола и дистиллированной воды и нагрейте раствор.
    2. Добавьте 5 г AIBN, когда раствор закипит, и перемешайте, чтобы раствор перемешался равномерно.
    3. Удалите нерастворимые примеси с помощью горячей фильтрации, как описано ниже.
      1. Плотно приложите фильтровальную бумагу к внутренней стенке треугольной воронки и убедитесь, что фильтровальная бумага находится ниже края воронки.
      2. Приложите стеклянный стержень к трехслойному участку фильтровальной бумаги. Если стеклянный стержень не прилегает к трехслойному участку фильтровальной бумаги, он может проколоть фильтровальную бумагу, что приведет к неэффективной фильтрации.
      3. Поместите кончик стакана с раствором близко к стеклянному стержню и налейте его, пока он горячий. Цель этого шага — предотвратить разбрызгивание капель жидкости.
      4. Промойте стакан 10 мл холодной дистиллированной воды, и снова выполните вышеописанный процесс фильтрации; Повторите 3 раза.
    4. Раствор становится пересыщенным из-за снижения растворимости при охлаждении, что приводит к выпадению кристаллов в осадок. Собранный раствор поставьте в холодильник при температуре 4 °C для охлаждения и кристаллизации. Образец предстанет в состоянии белых игольчатых кристаллов.
    5. Запечатайте образец алюминиевой фольгой и храните при температуре 4 °C.
      ОСТОРОЖНО Во время работы следует принимать защитные меры из-за токсичности AIBN, а также избегать контакта с открытым огнем, высокими температурами и окислителями.

4. Сополимеризация метилметакрилата (ММА)

  1. Установите температуру водяной бани на 80 °C.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Температура воды оказывает серьезное влияние на скорость полимеризации и, таким образом, влияет на формирование конечного продукта. Поэтому температура водяной бани должна строго гарантированно не быть слишком высокой.
  2. Взвесьте 20 г MMA в бутылку объемом 100 мл в форме баклажана. Перед экспериментом держите емкость в сухости.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Бутылка в форме баклажанов выбрана для облегчения нагрева водяной бани и замены воздуха азотом в системе. Старайтесь взвешивать образец в хорошо проветриваемом помещении в маске.
  3. Добавьте в реакционный сосуд заранее приготовленный раствор метанола Zn2GeO4: Mn.
  4. Тщательно растворите образец в ММА с помощью ультразвука в течение примерно 10 мин (240 Вт, 40 кГц) при комнатной температуре. Держите реакционный сосуд герметичным, чтобы предотвратить испарение растворителя и избежать чрезмерно высоких температур в процессе ультразвука.
  5. Добавьте в раствор 0,012 г AIBN и полностью перемешайте раствор.
    ПРИМЕЧАНИЕ: AIBN следует использовать в безводных условиях и следить за тем, чтобы вокруг экспериментальной эксплуатации не было открытого пламени. Обязательно надевайте защитное снаряжение.
  6. Поместите колбу на водяную баню при температуре 80 °C и продуйте воздух из реакционной системы с помощью N2 в течение примерно 35 минут. Когда реакция подойдет к концу, осторожно встряхните реакционную емкость. Если раствор не встряхивается энергично, это доказывает, что реакция прошла успешно.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Время реакции будет меняться в зависимости от температуры водяной бани. Следите за тем, чтобы температура водяной бани достигала 80 °C и запускайте время на 35 минут.
  7. После того, как реакция закончится, быстро перенесите реакционный сосуд в ледяную ванну, чтобы быстро охладить его.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот процесс должен быть как можно быстрее, чтобы избежать чрезмерной предварительной полимеризации ММА, а ледяную ванну можно приготовить заранее на интервале реакции.
  8. Медленно перелейте раствор в двухмерную или трехмерную форму, поместите форму в электрическую термостатическую сушильную печь при температуре 40 °C в течение 10 часов, 70 °C в течение 8 часов и 100 °C в течение еще 2 часов, чтобы получить целевой материал.
  9. Закройте электрическую термостатическую сушильную печь после того, как реакция прекратится, и дайте ей остыть до комнатной температуры. Откройте электрическую термостатическую сушильную печь, чтобы вынуть форму после того, как реакционная система достаточно остынет, чтобы избежать ожогов кожи, вызванных прямым контактом высокой температуры с телом.
  10. Осторожно извлеките форму и подвергните образец полимеризованного ПММА (ЗГО: МН-ПММА) УФ-лампе в течение примерно 3 минут. Например, при воздействии ультрафиолета на прозрачную пленку ЗГО:Mn-ПММА через вырез из черного картона в форме буквы Н получается соответствующий рисунок зеленого фосфоресцирующего излучения. Узор можно стереть через 5 минут. Впоследствии процесс можно повторить, используя еще одну вырезку из черного картона в форме разных букв, генерируя новые люминесцентные узоры.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Диаграмма синтеза Zn2GeO4: Mn (ZGO: Mn) PLNP представлена на рисунке 1. Амфифильный полимер полиэтиленгликоль (ПЭГ) добавляют для модификации безлигандных наностержней Zn2GeO4: Mn (ZGO: Mn) для лучшего растворения в среде MMA. Сначала с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), просвечивающей электронной микроскопии (HRTEM) с высоким разрешением собираются изображения ZGO: Mn с pH 9,4 (рис. 1), а затем полу...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

В данной статье представлен метод синтеза стойких люминесцентных наноматериалов и полимеризации для приложений цветорендеринга. Материалы показали чрезвычайно стабильные оптические свойства и видимое послесвечение после прекращения возбуждения ультрафиолета. Стойкий люминесцентный наноматериал (Zn2GeO4: Mn) получали гидротермальным методом с различным pH (рис. 1A). Изображение ПЭМ показало, что PLNP ZGO:Mn с pH 9,4 имеют форму стержня со средним диаметром около 65 нм (<...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Раскрывать нечего.

Благодарности

Авторы выражают благодарность за финансирование Национального фонда естественных наук Китая (82001945), Шанхайской программы Пуцзян (20PJ1410700) и стартовый грант Шанхайского технологического университета. Авторы выражают благодарность Центру электронной микроскопии высокого разрешения (ChEM) Школы физических наук и технологий Шанхайского технологического университета (No. EM02161943) для поддержки определения характеристик материалов. Авторы благодарят Центр аналитического приборостроения (#SPST-AIC10112914), Школу физических наук и технологий Шанхайского технологического университета за поддержку спектральных тестов и поддержку в тестировании XRD. Авторы также благодарят профессора Цзяньфэн Ли за помощь в составлении материальных характеристик.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
азобизобутиронитрил (99%)MacklinA800354Требуется дальнейшая очистка
метилметакрилата (99%)Sigma-AldrichM55909Требуется дальнейшая очистка
деионизированной водыMerckZEQ7016T0CMilli-Q  Система прямой очистки воды
щелочного оксида алюминия (100-200 меш)MacklinA800033
  гидроксид аммония  (25%-28%, масс.)МаклинA801005
стаканы SynthwareB220100
нонагидрат нитрата хрома (III) (99,95%)Центрифуга AladdinC116448
колонка ThermoFisher Scientific75004250
SynthwareC184464CR
цифровой фотоаппарат  ЭлектрическаяEOS M50 Mark II
LongyueLDO-9036A
этанол (99,7%)Греагент1158566
гидрат нитрата галлия (99,9%)АладдинG109501
оксид германия (99,99%)Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd51009860
стеклянный стерженьSinopharm Chemical ReagentCo., Ltd91229401
порошковый рентгеновский дифрактометрD2 PHASER DESKTOP XRDBRUKER
нитрат марганца (98%)MacklinM828399
метанол (99,5%)Greagent1226426
азотной кислотой (65,0-68,0%, масс.)Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd10014508
pH-метрShanghai Leici Sensor Technology Co., LtdPHS-3C
полиэтиленгликоль (300, Mw)Adamas01050882(41713A)
уплотнительная пленкаПарапленка2025722
гидроксидом натрия (GR)Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd10019764
спектрометрHoribaFluorolog-3 
просвечивающий электронный микроскопJEOL JEM-1400 Plus
Просвечивающий электронный микроскопJEOL2100 Plus 
треугольная воронкаSynthwareF181975
ультразвуковой аппаратцентрифугаJP-040S
хлорид цинка (98%)Greagent01113266/G81783A
термостатическая сушильная печь Canon

Ссылки

  1. Xu, J., Tanabe, S. Persistent luminescence instead of phosphorescence: History, mechanism, and perspective. J Luminesc. 205, 581-620 (2019).
  2. Harvey, E. N. A history of luminescence from the earliest times until 1900. , American Philosophical Society. Philadelphia, USA. (1957).
  3. Hölsä, J. Persistent luminescence beats the afterglow: 400 years of persistent luminescence. Electrochem Soc Interface. 18 (4), 42(2009).
  4. Lastusaari, M., et al. The Bologna stone: history's first persistent luminescent material. Euro J Mineral. 24 (5), 885-890 (2012).
  5. Liu, Y., Kuang, J., Lei, B., Shi, C. Color-control of long-lasting phosphorescence (LLP) through rare earth ion-doped cadmium metasilicate phosphors. J Mater Chem. 15 (37), 4025-4031 (2005).
  6. Matsuzawa, T., Aoki, Y., Takeuchi, N., Murayama, Y. A new long phosphorescent phosphor with high brightness, SrAl2O4:Eu2+, Dy3+. J Electrochem Soc. 143 (8), 2670(1996).
  7. Guo, H., et al. Cyan emissive super-persistent luminescence and thermoluminescence in BaZrSi3O9:Eu2+,Pr3+ phosphors. J Mater Chem C. 5 (11), 2844-2851 (2017).
  8. Yuan, J., Dong, J., Lei, S., Hu, W. Long afterglow MOFs: a frontier study on synthesis and applications. Mater Chem Front. 5 (18), 6824-6849 (2021).
  9. Fu, X., Zheng, S., Shi, J., Li, Y., Zhang, H. Long persistent luminescence property of a novel green emitting SrLaGaO4 : Tb3+ phosphor. J Luminesc. 184, 199-204 (2017).
  10. Zhuang, Y., Wang, L., Lv, Y., Zhou, T. L., Xie, R. J. Optical data storage and multicolor emission readout on flexible films using deep-trap persistent luminescence materials. Adv Func Mater. 28 (8), 1705769(2018).
  11. Singh, S. K. Red and near infrared persistent luminescence nano-probes for bioimaging and targeting applications. RSC Adv. 4 (102), 58674-58698 (2014).
  12. Matuszewska, C., Elzbieciak-Piecka, K., Marciniak, L. Transition metal ion-based nanocrystalline luminescent thermometry in SrTiO3:Ni2+,Er3+ nanocrystals operating in the second optical window of biological tissues. J Phys Chem C. 123 (30), 18646-18653 (2019).
  13. Zhuang, Y., Katayama, Y., Ueda, J., Tanabe, S. A brief review on red to near-infrared persistent luminescence in transition-metal-activated phosphors. Optic Mater. 36 (11), 1907-1912 (2014).
  14. Norrbo, I., et al. Lanthanide and heavy metal free long white persistent luminescence from Ti doped Li-hackmanite: A versatile, low-cost material. Adv Func Mater. 27 (17), 1606547(2017).
  15. Hoang, K. Defects and persistent luminescence in Eu-doped SrAl2O4. Phys Rev Appl. 19 (2), 024060(2023).
  16. Viana, B., et al. Long term in vivo imaging with Cr3+ doped spinel nanoparticles exhibiting persistent luminescence. J Luminesc. 170 (3), 879-887 (2016).
  17. Ding, Y., So, B., Cao, J., Langenhorst, F., Wondraczek, L. Light delivery, acoustic read-out, and optical thermometry using ultrasound-induced mechanoluminescence and the near-infrared persistent luminescence of CaZnOS:Nd3. Adv Optic Mater. 11 (17), 2300331(2023).
  18. Ge, S., et al. Realizing color-tunable and time-dependent ultralong afterglow emission in antimony-doped CsCdCl3 metal halide for advanced anti-counterfeiting and information encryption. Adv Optic Mater. 11 (14), 2300323(2023).
  19. Zhai, L., Ren, X. M., Xu, Q. Carbogenic π-conjugated domains as the origin of afterglow emissions in carbon dot-based organic composite films. Mater Chem Front. 5 (11), 4272-4279 (2021).
  20. Miao, Q., et al. Molecular afterglow imaging with bright, biodegradable polymer nanoparticles. Nat Biotechnol. 35 (11), 1102-1110 (2017).
  21. Zhou, B., Xiao, G., Yan, D. Boosting wide-range tunable long-afterglow in 1D metal-organic halide micro/nanocrystals for space/time-resolved information photonics. Adv Mater. 33 (16), e2007571(2021).
  22. Yang, H., et al. Highly flexible dual-mode anti-counterfeiting designs based on tunable multi-band emissions and afterglow from chromium-doped aluminates. J Mater Chem C. 8 (46), 16533-16541 (2020).
  23. Chen, Y., et al. Synaptic plasticity powering long-afterglow organic light-emitting transistors. Adv Mater. 33 (39), e2103369(2021).
  24. Qu, B., Wang, J., Liu, K., Zhou, R., Wang, L. A comprehensive study of the red persistent luminescence mechanism of Y2O2S:Eu,Ti,Mg. Phys Chem Chem Phys. 21 (45), 25118-25125 (2019).
  25. Zhang, J., Jiang, C. Luminescence properties of Ca14 Mg2(SiO4)8 :Eu2+ from various Eu2+ sites for white-light-emitting diodes. Mater Res Bull. 60, 467-473 (2014).
  26. Yamamoto, H., Matsuzawa, T. Mechanism of long phosphorescence of SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ and CaAl2O4 Eu2+, Nd3+. J Luminesc. 72-74, 287-289 (1997).
  27. Rojas-Hernandez, R. E., Rubio-Marcos, F., Rodriguez, M. Á, Fernandez, J. F. Long lasting phosphors: SrAl2O4:Eu, Dy as the most studied material. Renew Sustain Ener Rev. 81 (2), 2759-2770 (2018).
  28. Lin, Y., Tang, Z., Zhang, Z., Wang, X., Zhang, J. Preparation of a new long afterglow blue-emitting Sr2MgSi2O7-based photoluminescent phosphor. J Mater Sci Lett. 20, 1505-1506 (2001).
  29. Katayama, Y., Viana, B., Gourier, D., Xu, J., Tanabe, S. Photostimulation induced persistent luminescence in Y3Al2Ga3O12:Cr3. Optic Mater Exp. 6 (4), 1405-1413 (2016).
  30. Li, H., et al. A strategy for developing thermal-quenching-resistant emission and super-long persistent luminescence in BaGa2O4:Bi3+. J Mater Chem C. 7 (42), 13088-13096 (2019).
  31. Lei, B., et al. Luminescent properties of orange-emitting long-lasting phosphorescence phosphor Ca2SnO4:Sm3. Solid State Sci. 13 (3), 525-528 (2011).
  32. Lei, B., Liu, Y., Ye, Z., Shi, C. Luminescence properties of CdSiO3:Mn2+ phosphor. J Luminesc. 109 (3-4), 215-219 (2004).
  33. Wu, Y., et al. Near-infrared long-persistent phosphor of Zn3Ga2Ge2O10: Cr3+ sintered in different atmosphere. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc. 151, 385-389 (2015).
  34. Zhang, S., Hu, Y. Photoluminescence spectroscopies and temperature-dependent luminescence of Mn4+ in BaGe4O9 phosphor. J Luminesc. 177, 394-401 (2016).
  35. Wang, J., et al. One-dimensional luminous nanorods featuring tunable persistent luminescence for autofluorescence-free biosensing. ACS Nano. 11 (8), 8185-8191 (2017).
  36. Wang, T., Xu, X., Zhou, D., Qiu, J., Yu, X. Red phosphor Ca2Ge7O16:Eu3+ for potential application in field emission displays and white light-emitting diodes. Mater Res Bull. 60, 876-881 (2014).
  37. Ding, D., et al. X-ray-activated simultaneous near-infrared and short-wave infrared persistent luminescence imaging for long-term tracking of drug delivery. ACS Appl Mater Interfaces. 13 (14), 16166-16172 (2021).
  38. Zhao, X., Wei, X., Chen, L. J., Yan, X. P. Bacterial microenvironment-responsive dual-channel smart imaging-guided on-demand self-regulated photodynamic/chemodynamic synergistic sterilization and wound healing. Biomater Sci. 10 (11), 2907-2916 (2022).
  39. Huang, K., et al. Enhancing light and X-ray charging in persistent luminescence nanocrystals for orthogonal afterglow anti-counterfeiting. Adv Func Mater. 31 (22), 2009920(2021).
  40. Sun, L., Qi, Y., Jia, C. J., Jin, Z., Fan, W. Enhanced visible-light photocatalytic activity of g-C3N4/Zn2GeO4 heterojunctions with effective interfaces based on band match. Nanoscale. 6 (5), 2649-2659 (2014).
  41. Gupta, S. K., Sudarshan, K., Modak, B., Gupta, R. Interstitial zinc boosted light tunability, afterglow, and ultrabright white emission in zinc germanate (Zn2GeO4). ACS Appl Electron Mater. 5 (2), 1286-1294 (2023).
  42. Calderón-Olvera, R. M., et al. Persistent Luminescence Zn2GeO4:Mn2+ nanoparticles functionalized with polyacrylic acid: One-pot synthesis and biosensing applications. ACS Appl Mater Interfaces. 15 (17), 20613-20624 (2023).
  43. Li, Q., Miao, X., Wang, C., Yin, L. Three-dimensional Mn-doped Zn2GeO4 nanosheet array hierarchical nanostructures anchored on porous Ni foam as binder-free and carbon-free lithium-ion battery anodes with enhanced electrochemical performance. J Mater Chem A. 3 (42), 21328-21336 (2015).
  44. Lai, B., et al. A phosphorescence resonance energy transfer-based "off-on" long afterglow aptasensor for cadmium detection in food samples. Talanta. 232, 122409(2021).
  45. Chi, F., et al. Multimodal temperature sensing using Zn2GeO4:Mn2+ phosphor as highly sensitive luminescent thermometer. Sens Actuat B: Chem. 296, 126640(2019).
  46. Yin, S., Chen, D., Tang, W., Peng, Y. Synthesis of CaTiO3:Pr persistent phosphors by a modified solid-state reaction. Mater Sci Eng: B. 136 (2-3), 193-196 (2007).
  47. le Masne de Chermont, Q., et al. Nanoprobes with near-infrared persistent luminescence for in vivo imaging. Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (22), 9266-9271 (2007).
  48. Li, Z., Shi, J., Zhang, H., Sun, M. Highly controllable synthesis of near-infrared persistent luminescence SiO2/CaMgSi2O6 composite nanospheres for imaging in vivo. Opt Express. 22 (9), 10509-10518 (2014).
  49. Sera, M., et al. Morphology control and synthesis of afterglow materials with a SrAl2O4 framework synthesized by Surfactant-Template and hydrothermal methods. Chem Phys Lett. 780, 138916(2021).
  50. Kim, J., Lee, C. K., Kim, Y. J. Low temperature synthesis of Lu3Al5-xGaxO12:Ce3+,Cr3+ powders using a sol-gel combustion process and its persistent luminescence properties. Optic Mat. 104, 109944(2020).
  51. Xu, Z., et al. Ln(3+) (Ln = Eu, Dy, Sm, and Er) ion-doped YVO(4) nano/microcrystals with multiform morphologies: hydrothermal synthesis, growing mechanism, and luminescent properties. Inorg Chem. 49 (4), 6706-6715 (2010).
  52. Wang, Y., et al. Zn2GeO4−x/ZnS heterojunctions fabricated via in situ etching sulfurization for Pt-free photocatalytic hydrogen evolution: interface roughness and defect engineering. Phys Chem Chem Phys. 22 (18), 10265-10277 (2020).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Гидротермальный синтезлюминесцентные наноматериалыпослесвечениефотолюминесцентная визуализацияpH-регулируемая люминесценциягерманат цинка с марганцемшифрование данныхбиологическая визуализация
Синтез стойких люминесцентных наночастиц для перезаписываемых дисплеев и осветительных приборов
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.