稀土纳米上转换材料课件
稀土上转换发光纳米材料
“稀土上转换发光纳米材料”资料合集目录一、稀土上转换发光纳米材料的应用二、稀土上转换发光纳米材料用于近红外光激发的光动力治疗联合肿瘤基因治疗的研究三、稀土上转换发光纳米材料用于小动物成像研究四、稀土上转换发光纳米材料及生物传感研究进展五、稀土上转换发光纳米材料的制备及生物医学应用研究进展六、稀土上转换发光纳米材料的制备及其在生物医学成像中的应用稀土上转换发光纳米材料的应用随着社会的快速发展，能源问题已成为全球关注的焦点。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源，具有巨大的开发潜力。
有机太阳能电池作为一种新型的太阳能电池，因其独特的优点和潜在的应用前景，受到了广泛关注。
本文将对有机太阳能电池的研究现状与进展进行简要概述。
有机太阳能电池是一种利用有机材料制成光电转换器件的太阳能电池。
相较于传统的硅基太阳能电池，有机太阳能电池具有质量轻、可弯曲、制备工艺简单等优点。
同时，有机材料种类繁多，可选择性广，有助于实现低成本、高性能的太阳能电池制备。
目前，有机太阳能电池的研究主要集中在以下几个方面：材料设计：针对有机太阳能电池的光电转换效率、稳定性等性能指标，设计并合成新型有机材料是关键。
研究人员通过分子设计、材料掺杂等技术手段，不断提高有机材料的吸收能力、电荷传输性能和稳定性。
界面工程：界面结构对有机太阳能电池的性能具有重要影响。
研究人员通过优化电极界面、活性层与电极之间的界面结构，降低界面电阻，提高电荷的收集效率。
器件结构：器件结构是影响有机太阳能电池性能的重要因素之一。
目前常见的器件结构有单层结构、双层结构和多层结构等。
研究人员通过优化器件结构，提高光电转换效率和稳定性。
工艺优化：制备工艺对有机太阳能电池的性能和成本具有重要影响。
研究人员通过优化制备工艺，实现低成本、高效、大规模的制备。
近年来，有机太阳能电池的研究取得了显著进展。
在材料设计方面，新型有机材料不断涌现，光电转换效率得到了显著提升。
在界面工程和器件结构方面，通过优化设计，提高了电荷的传输和收集效率，同时降低了能量损失。
稀土上转换发光材料应用文章
稀土上转换发光及其光电产品推荐目录一、什么是上转换发光？二、镧系掺杂稀土上转换发光的发光原理三、稀土上转换发光材料的应用四、相关光电产品推荐五、几个容易混淆的“上转换”概念一、什么是上转换发光？斯托克斯（Stokes）定律认为材料只能受到高能量的光激发，发射出低能量的光，即经波长短、频率高的光激发，材料发射出波长长、频率低的光。
而上转化发光则与之相反，上转换发光是指连续吸收两个或者多个光子，导致发射波长短于激发波长的发光类型，我们亦称之为反斯托克斯（Anti-Stokes）。
Figure 1.常规发光和上转换发光能级跃迁图Figure 2.样品被绿光激光激发之后产生荧光（左边样品为Stokes emission，右边样品为Anti-stokes emission）上转换发光在有机和无机材料中均有所体现，但其原理不同。
有机分子实现光子上转换的机理是能够通过三重态-三重态湮灭（Triplet-triplet annihilation，TTA），典型的有机分子是多环芳烃（PAHs）。
无机材料中，上转换发光主要发生在镧系掺杂稀土离子的化合物中，主要有NaYF4、NaGdF4、LiYF4、YF3、CaF2等氟化物或Gd2O3等氧化物的纳米晶体。
NaYF4是上转换发光材料中的典型基质材料，比如NaYF4:Er,Yb，即镱铒双掺时，Er做激活剂，Yb作为敏化剂。
本应用文章我们着重讲讲稀土掺杂上转换发光材料（Upconversion nanoparticles,UCNPs）。
二、镧系掺杂稀土上转换发光的发光原理无机材料有三个基本发光原理：激发态吸收(Excited-state absorption, ESA)，能量传递上转换(Energy transfer upconversion, ETU)和光子雪崩(Photon avalanche, PA)。
Figure 3.稀土上转换发光材料的发光原理(a)激发态吸收激发态吸收过程(ESA)是在1959年由Bloembergen等人提出，其原理是同一个离子从基态通过连续多光子吸收到达能量较高的激发态的过程，这是上转换发光最基本的发光过程。
稀土纳米材料ppt
应用领域的研究进展
能源领域
环境领域
稀土纳米材料在太阳能电池、燃料电池和 锂电池等领域具有广泛应用，可以提高光 电转换效率、能量密度和循环寿命。
稀土纳米材料可用于水处理、空气净化、 土壤修复等方面，具有高效、环保和可持 续性等优点。
生物医学领域
电子信息领域
稀土纳米材料在药物载体、生物成像、肿 瘤治疗等方面展现出巨大潜力，为生物医 学领域的发展提供了新的思路和方法。
空气净化
利用稀土纳米材料的吸附 和催化性能，可有效去除 空气中的有害气体和颗粒 物。
水处理
稀土纳米材料可用于水处 理过程中重金属离子的吸 附和降解有机污染物。
土壤修复
通过稀土纳米材料的修复 作用，能够有效治理土壤 污染，恢复土壤生态功能。
电子信息领域
显示技术
01
稀土纳米材料具有优异的光学性能，可用于制造高亮度、低能
耗的显示器。
电子元器件
02
利用稀土纳米材料的磁学和电学性能，可制造高效、高密度的
电子元器件。
信息存储
03
稀土纳米材料在信息存储技术中具有潜在的应用价值，如提高
存储密度和读写速度。
04
稀土纳米材料的研究进展
新型制备技术的研究进展
化学气相沉积法
通过控制反应条件，如温度、压力、气体流量等，实现稀土纳米材料 的可控合成。
稀土纳米材料的重要性
稀土纳米材料由于其独特的物理和化学性质，在能源、医 疗、环保等领域中具有广泛的应用前景。例如，稀土纳米 材料可用于高效太阳能电池、荧光探针、催化剂等。
稀土纳米材料的研究对于推动纳米科技的发展和实现其在 各领域中的应用具有重要意义，同时也为稀土资源的可持 续发展提供了新的途径。
稀土纳米材料
2 稀土纳米材料的应用
稀土在环境材料方面的一项重要用途是作为汽车尾 气净化催化剂。它具有良好的催化活性、热稳定性、 气净化催化剂。它具有良好的催化活性、热稳定性、 抗毒性、 优势。 抗毒性、使用寿命和价格 优势。北京有色金属研究总 院研制的稀土尾气净化催化剂主要采用氧化铈， 院研制的稀土尾气净化催化剂主要采用氧化铈，中国 科学院大连化学物理研究所用铂/氧化锆· 科学院大连化学物理研究所用铂/氧化锆·氧化铈作为 催化剂。可使汽车尾气中的CO 一氧化碳）、HC（ CO（ ）、HC 催化剂。可使汽车尾气中的CO（一氧化碳）、HC（碳 氢化物）、NOX（氮氧化物）的净化率达到60% 70%乃 ）、NOX 60%氢化物）、NOX（氮氧化物）的净化率达到60%-70%乃 至更高。 至更高。 催化剂采用了稀土和其它氧化物等多成分的协同效 目前已开始应用于多种涂料、陶瓷、 应，目前已开始应用于多种涂料、陶瓷、搪瓷和水泥 制品等建筑材料方面，能产生良好的抗菌和净化效果。 制品等建筑材料方面，能产生良好的抗菌和净化效果。
2 3 稀土纳米永磁材料
在稀土金属的晶体中,由于 在稀土金属的晶体中 由于 ｆ层电子受到外层 ｓ 金属的晶体中 由于4ｆ层电子受到外层5ｓ 晶体场对4ｆ 和5ｐ电子层屏蔽的关系 晶体场对 ｆ电子轨道磁矩作 ｐ电子层屏蔽的关系,晶体场对 用甚弱,甚至不起作用 甚至不起作用。 用甚弱 甚至不起作用。所以稀土金属的原子磁矩包含 有4ｆ层电子轨道磁矩和自旋磁矩两部分的贡献 而铁元 ｆ层电子轨道磁矩和自旋磁矩两部分的贡献,而铁元 素仅有3ｄ层电子自旋磁矩作贡献。在稀土化合物中3 素仅有 ｄ层电子自旋磁矩作贡献。在稀土化合物中 ｄ和4ｆ金属原子磁矩都对化合物的磁矩有贡献 因此其 ｆ金属原子磁矩都对化合物的磁矩有贡献,因此其 磁性能更为优良。稀土永磁材料是将钐、 磁性能更为优良。稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土 金属与过渡金属(如铁 钴等)组成的合金 如铁、 组成的合金,用粉末冶金 金属与过渡金属 如铁、钴等 组成的合金 用粉末冶金 方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料 经磁场充磁后制得的一种磁性材料。 方法压型烧结 经磁场充磁后制得的一种磁性材料。
稀土纳米材料ppt课件
常见类型
独居石
独居石（Monazite）又名磷铈镧矿。 化学成分及性质：（Ce，La，Y，Th）矿物成分中稀土
氧化物含量可达50～68%。独居石溶于H3PO4、HClO4、 H2SO4中。 晶体结构及形态：单斜晶系，斜方柱晶类。晶体成板 状，晶面常有条纹，有时为柱、锥、粒状。 物理性质：呈黄褐色、棕色、红色，间或有绿色。半 透明至透明。条痕白色或浅红黄色。具有强玻璃光泽。 硬度5.0～5.5。性脆。电磁性中弱。在X射线下发绿光。 在阴极射线下不发光。 用途：主要用来提取稀土元素。
稀土纳米材料
概念
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现， 当时人们常把不溶于水的固体氧化物称 为土。稀土一般是以氧化物状态分离出 来的，虽然在地球上储量非常巨大，但 冶炼提纯难度较大， 显得较为稀少，得 名稀土。
主要元素
根据稀土元素原子电子层结构和物理化 学性质，以及它们在矿物中共生情况和 不同的离子半径可产生不同性质的特征， 十七种稀土元素通常分为二组： 轻稀土包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、 铕、钆。 重稀土包括：铽、镝、钬、铒、铥、镱、 镥、钪、钇。
2019/9/17
稀土纳米材料的应用
稀土纳米材料的研究与应用将有助于发 现新性质，开拓新材料，已成为当前的 研究热点。本文简述了纳米技术与稀土 相结合形成的新型材料主要有稀土纳米 陶瓷、催化剂、磁性材料、光学材料、 稀土化合物纳米薄膜等的应用和进展。 （以下内容均来自文献： 《稀土纳米材 料的研究进展》 洪广言 ）
4、稀土纳米磁性材料
目前NdFeB产值年增长率约为18%～20%，已占永磁材料 产值的40%，作为粘结永磁体材料的快淬NdFeB磁粉， 晶粒尺寸约为20～50nm，为典型的纳米晶稀土永磁材 料。NdFeB永磁体的主要缺点是居里温度偏低 (TC≈593K)最高工作温度约为450K，此外，化学稳定 性较差，易被腐蚀和氧化，价格也比铁氧体高。当前 的方向是寻求新型稀土永磁材料，另一方面是研制复 合稀土永磁材料，通常软磁铁材料的饱和磁化强度高 于永磁材料，而永磁材料的磁晶各向异性又远高于软 磁材料，如将软磁相与永磁相在纳米尺度范围内进行 复合，就有可能获得具有两者优点的高饱和磁化强度， 高矫顽力的新型稀土永磁材料。
稀土掺杂TiO2纳米晶敏化发光和上转换发光示意图
稀土掺杂TiO2纳米晶敏化发光和上转换发光示意图稀土离子和半导体纳米晶（或量子点）本身都是很好的发光材料，二者的有效结合能否生出新型高效发光或激光器件一直是国内外学者关注的科学问题。
与绝缘体纳米晶相比，半导体纳米晶的激子玻尔半径要大得多，因此量子限域效应对掺杂半导体纳米晶发光性能的影响变得很显著，从而有可能通过尺寸调控来设计一些具有新颖光电性能的发光材料。
同时由于稀土离子和基质阳离子的离子半径差异大，电荷不匹配，三价稀土离子一般很难以替代晶格位置的形式掺入半导体（如ZnO和TiO2）纳米晶中。
目前，国内外研究结果大都只能得到稀土在半导体纳米晶表面或近表面的弱发光。
如何实现稀土离子的体相掺杂是目前这类材料面临应用的瓶颈，也是制备新材料面临的挑战。
在科技部863和973计划、国家自然科学基金、中科院“百人计划”、福建省杰青项目等支持下，中科院福建物质结构研究所中科院光电材料化学与物理重点实验室陈学元研究员课题组在稀土掺杂半导体纳米晶研究方面取得新进展。
该研究小组采用一种巧妙的技术路线，成功实现了稀土离子在TiO2纳米晶中的体相掺杂，在锐钛矿型TiO2球状多晶聚集体中观测到稀土离子的尖锐强发光。
通过低温高分辨荧光光谱实验，对Er3+在TiO2纳米晶中的局域电子结构和晶体场能级进行了系统的分析和计算，首次实验确定了占据单一格位的Er3+在锐钛矿TiO2中的全部晶体场参数。
这些结果对于研究其它稀土离子在二氧化钛半导体纳米晶中的光谱性能以及局域结构等有重要意义。
研究成果9月20日在线发表在Small（DOI:10.1002/smll.201100838）上。
此前，该研究小组利用铕离子为光谱学探针，证实了Eu3+在TiO2中多格点位置以及Eu3+的局域结构对称性从原先的D2d降低到D2和C2v的事实（J. Phys.Chem. C, 2008, 112, 10370）；在Sm3+、Nd3+掺杂的TiO2纳米晶中，实现了从TiO2基质到Sm3+和Nd3+的高效能量传递（J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 8772）；在稀土掺杂ZnO（Opt. Express, 2009, 17, 9748; J. Phys. Chem. C, 2008, 112,686)、SnO2（Opt. Lett. 2009, 34, 1873）、In2O3（J. Phys. Chem. C,2010,114, 9314）等半导体纳米发光材料的研究中也取得了系列进展。
纳米材料前沿——稀土纳米材料
稀土信息·36· 2019年第5期 《纳米材料前沿》是由化学工业出版社出版，国内近10位院士和20余位长江学者、杰青共同完成的大型出版项目，是国家出版基金项目，十三五国家重点图书。
《稀土纳米材料》为其中一个分册。
本书为综述性专著，从基础到应用，系统介绍了稀土纳米材料近年来的研究进展。
全书采用铜版纸，彩色印刷，清晰直观地展现了各类稀土材料的结构、模拟及表征结果，阅读体验极大提升。
稀土元素因具有独特的4f 电子构型、大的原子磁矩、强的自旋- 轨道耦合等特点，在光、电、磁和催化等领域展现出优异的性能，不仅广泛用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷等传统产业，更是清洁能源、新能源汽车、半导体照明、新型显示、生物医药等新兴高科技产业和国防尖端技术领域不可或缺的关键材料，在国际上被誉为高新技术材料的“宝库”。
研究和开发新型、高性能、具有自主产权的高附加值稀土功能材料，对我国的现代工业和国防尖端技术的发展具有极其重要的战略意义。
纳米科学是一门探索微观世界的新兴学科，它最初的设想源于诺贝尔物理学奖获得者费曼（R. P. Feynman）1959 年在美国加州理工大学的一次著名演讲。
随着微观表征技术的发明和发展，纳米科学得到了飞速的发展，已经成为世界范围内的研究热点。
纳米材料因其独特的物理和化学性质，例如小尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面和界面效应等，在光学、电学、磁学、催化、传感纳米材料前沿－－稀土纳米材料 本书由张洪杰院士组织编写，黄春辉院士、高松院士、李焕荣（河北工业大学教授）、尤洪鹏（长春应化所研究员）、李富友（杰青，复旦大学教授）、林君（杰青，长春应化所研究员）、唐金魁（杰青，长春应化所研究员）、孟健（长春应化所研究员）、宋术岩（长春应化所研究员）、宋卫国（杰青，中科院化学所研究员）、王立民（长春应化所研究员）、张新波（杰青，长春应化所研究员）等参与编写，参编人员均为国内该领域成果比较突出的学者。
《上转换纳米颗粒》课件
生物医学领域的应用
探索上转换纳米颗粒在医学 诊断和治疗中的前景。
军事领域的应用
介绍上转换纳米颗粒在军事 技术和装备中的潜在应用。
其他领域的应用
概述上转换纳米颗粒在能源、 环保和科研领域的其他应用。
结论
1 上转换纳米颗粒的研究意义
总结上转换纳米颗粒的研究意义和重要性。
2 上转换纳米颗粒的应用前景
展望上转换纳米颗粒在未来的广泛应用前景。
探讨利用物理力学手段制备上 转换纳米颗粒的方法。
生物法制备
解释利用生物技术合成上转换 纳米颗粒的方法。
上转换纳米颗粒的性质与特点
1 光学性质
探讨上转换纳米颗粒在光学方面的独特性质。
2 电学性质
介绍上转换纳米颗粒在电学方面的特性。
3 热学性质
解释上转换纳米颗粒在热学上的独特性质。
上转换纳米颗粒的应用展望
《上转换纳米颗粒》PPT 课件
欢迎来到《上转换纳米颗粒》课件。本课程将介绍纳米颗粒的应用、制备方 法、性质与特点以及未来展望。
概述
纳米颗粒的起源和定义
介绍纳米颗粒的来源和纳米级尺寸的定义。
纳米颗粒的优缺点
探讨纳米颗粒的优点和限制。
纳米颗粒的应用范围
探索纳米颗粒在各个领域的广泛应用。
上转换纳米颗粒的研究意义
3 上转换纳米颗粒的发展趋势
探讨上转换纳米颗粒在科学和工程领域的发展趋势。
1 上转换纳米颗粒的基本原理
解释上转换纳米颗粒利用光调控的基本原理。
2 上转换纳米颗粒的应用价值
探讨上转换纳米颗粒在科学研究和技术创新中的应用价值。
3 上转换纳米颗粒的研究现状
概述当前上转换纳米颗粒研究的最新进展。
上转换纳米颗粒制备方法
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（1 ）激发态吸收(ESA) 图 1(a)是激发态吸收(ESA)过程示意图．首先，离子吸收一个能量 为hv1 的光子，从基态 1被激发到激发态 2．然后 ，离子再吸收一个能量为hv2 的光子，从 激发态2被激发到激发态 3，随后从激发态 3发射出比激发光 波长更短的光子．在连续光激发下，上转换发光(来自能级 3)的强度通常 正比于I1:I2，I为激发光光强．在一些情况下，hv1≈hv2 ，其发光强度通 常正比于I2．更一般地，如果需要发生 n次吸收，上转换发光强度将正比 于In ， ．另外，ESA过程为单个离子的吸收，具有不依赖于发光离子浓 度的特点。
• 对于上转换材料的制备，不仅需要激活剂离子，还需要基质。 基质的选择也是至关重要的。选择基质材料主要考虑以下 3个 方面：声子能量低、稀土离子掺杂浓度高、稳定性好等．纳米 上转换 发光的基质材料主要有氟化物和氧化物基质．
• 其中，以氟化物为基质的上转换材料效率最高．氟化物具有很 多优点：(1)透光范围很宽；(2)稀土离子能很容易地掺杂到氟化 物材料中；(3)声子能量低( 500 em )，荧光效率明显高于其他 材料．但其具有制备复杂、成本高、化学稳定性差等缺点．
严纯华教授，长江学者特聘教授，中科院新科院士，北京大学稀土 材料化学及应用国家重点实验室主任，多年来在稀土分离、稀土功能材 料应用等方面进行了系统而深入的创新性研究，为我国稀土提取和分离 技术跻身世界领先水平做出了突出贡献。
纳米上转换发光材料的上转换发光机理：
上转换发光的机制可以归结为 3种，即激发态吸收(ESA)、能量传递(ET) 和光子雪崩上转换(PA)．下面就对它们进行一一介绍．
Message
（2）能量传递上转换（ET） 当足够多数量的离子被激发到中间态时，2 个物理上相当接近的激发态
离子可 以通过相互作用，其中的一个离子返回低能态 ，另一个离子则被 激发至高能态 ， 并产生辐射跃迁．图 1( b )为能量传递上转换的示意 图．与激发态吸收一样 ， 能量传递上转换的发光强度通常正比于 I2 或 In ．E T过程为离子之间的相互作用,因此强烈依赖于离子浓度．E T 过程 在掺杂浓度大于 1 ％时比较有效．在研 究上转换的机制时，上转换发光 的衰减曲线是区分能量传递上转换和激发态吸收 上转换 2 种机制的有力 手段．对于能量传递上转换，上转换发光的时间衰减曲线通常存在一个 上升沿 ；而对于激发态吸收上转换 ，则不存在上升沿．上转换发光的离 子浓度和温度依赖关系也可以用来区分激发态吸收和能量传递 ．
3、稀土元素特殊的电子构型使其具有 特殊的光、电、磁性质。而被誉为新材 料的宝库。将稀土纳米化无疑能在原有 特性的基础上赋予一系列新的特性，将 更有利于发现新性质和合成新材料。
上转换材料：是一种红外光激发下能发出可见光的发光材料,
及将红外光转换成可见光的发光材料。其特点是所吸收的光子能 量低于发射的光子能量，这种现象违背了Stokes 定律,所以又称 为反Stokes 定律发光材料.其原理基于双光子或多光子过程。
Concept
Concept
稀土纳米转换材料的 Concept 制备和运用
concept
稀土纳米转换材料的制备和运用
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稀土纳米转换材料
2
纳米上转换发光材料的上转换发光机理
上转换材料的制备与应用
3
1、纳米就是十亿分之一米，其长度相当于人类头发直径 的八万分之一。
2、当一种材料的尺寸变小，小到只有纳米长度的 时候，它会呈现出很多奇异的特征。材料的纳米 化将赋予材料许多不同于宏观物质的特性，也将 成为提供新性质、新材料的科技创新领域，为此 引起了世界各国的重视。
• 氧化物基质虽然声子能量较高( 600 em )，但具有熔点高、稳 定性好和热膨胀系数小、制备工艺 简单、环境条件要求较低的 优点．所以以氧化物电介质材料为基质的稀土掺杂纳米发光材 料成为纳米发光材料研究的热点之一．
上转换材料的应用：
A. Santana-Alonso 在Materials Chemistry and Physics上发表了一篇关 于纳米上转换材料的应用的文章White light up-conversion in transparent sol–gel derived glass-ceramics containing Yb3+–Er3+– Tm3+ triply-doped YF3 nanocrystals （白光在由透明溶胶-凝胶得到的 含三倍渗透Yb3+–Er3+–Tm3+ 的YF3纳米晶体的上转换）
溶胶-凝胶法
（2）溶胶凝胶法是以金属醇盐或其他金属无机盐作为前驱 体，溶于溶剂中形成均匀的溶液，再加入各种添 加剂如络合剂、催化剂等，在适合的温度和 pH值条件下，溶液中的溶质发生水解、聚合等化 学反应，首先生成溶胶，进而生成具有一定空间 结构的凝胶，然后经过热处理，在较低温度下制 备出各种无机材料或复合材料的方法．溶胶凝胶法具有：容易达到分子水平均匀，便于控制 掺杂量热处理温度低、设备简单、价格 低 廉等 优 点．用 溶 胶—凝 胶法 合 成 的纳 米 上转 换 发 光材 料 有：Gd2O3 ：Er3+； Gd2O3：Er3+，Yb3+ ；Gd2O3：Tm3+，Yb3+；TiO2：Er3+ ；BaTiO3：Er3+ 等材料．
（1）燃烧合成是利用化学反应自身的放热来制 备材料的方法．原料为稀土硝酸盐(如Y(NO ) )和有机燃料(如氨基酸、甘胺酸等)．在一个燃烧 合成反应中，反应物达到放热反应的点火温度时 ，点燃后，反应由放出的热量维持，燃烧产物即 为所需材料．燃烧合成法具有反应时间短、产物 纯度高、设备简单、成本低廉、可以用来制备亚 稳相物质等优点．用燃烧法合成的纳米上转换发 光材料主要有：Y2O3 ：Er3+ ； Y2O3：Er3+ ， Yb3+ ；Gd3Ga5O12：Tm3+， Yb3+ ；Gd3Ga5O12：Er3+ 等氧化物和复合氧化物材料．
使用氢气给燃料电池提供能量就像是一个吸引人的可再生能源解决方 案，去满足兆兆瓦特碳中性能源需求的挑战。稀土掺杂纳米微晶玻璃 表现出显著的高强度紫外-蓝色上转换过程，是一种协助长波长吸收太 阳能辐射，中将水分解为氢气和氧气的缺点的响应。
Company LOGO
掺杂三倍Yb3+–Er3+–Tm3+离子的YF3纳米晶体已经成功在以溶胶-凝 胶玻璃微先驱物，充分热源的研制条件下研制出来了。X-射线衍射和高 分辨率传递电子显微镜分析能显示出YF3纳米晶体沉淀。上转换发光材 料的特性确证了纳米晶体沉淀中发光离子的有效分区。相应的能量转换 上转换机制和整体发光颜色的依赖性经过分析，可以得知是由不同浓度 的掺杂离子造成的。特别是很明亮和有效的上转换发射大部分与标准的 等能量白光照明点的标准色度图相匹配，已经成为在光子集成器和红外 可协调荧光粉等有潜能应用方向的有前途的候选材料。
水热法
（4） 水热法是在特制的密闭容器内完成的．一般是在 100～350 ℃和高压环境下使无机或有机化合物与 水化合，通过对加速渗析反应和物理过程的控制 得到改进的无机物，再过滤、洗涤、干燥，从而 得到高纯度的纳米粒子．水热法具有能耗低、实 用性广、环境污染少、可有效控制反应和晶体的 生长特性等优点， 用水热法合成的纳米上转换发光材料主要有：Na YF4：Er3+ ；LaF3：Er 3+；Y2O3：Er3+；YVO4：Er3+等材料．
Message
要制备上转换材料，首先要得到粒度均匀、化学纯度高、分
散性好、烧结性好的粉料。目前有关稀土离子掺杂氧化物纳米粉 体的制备方法很多，如共沉淀法、燃烧合成法、喷雾热解法，溶 胶-凝胶法、化学气相沉积法等等。
1
2
3
4
燃 烧 合 成 法
溶 胶
凝 胶
共
沉
水
淀
热
法
法
法
上转换材料制备方法
燃烧合成法
高磁能积第 四代稀土永磁材 料
4、稀土纳米荧光 粉，发光效率提高， 将大大减少稀土用 量。主要使用 CeO2、EU2O3、 Tb4O7、Y2 03。 高清晰彩色电视的 候选材料
我国虽是稀土大国，但应用基础研究严重滞后，“工业味精”只 能像土豆、白菜一样廉价。自1995年起，北京大学严纯华团队经过15 年持续攻关，建立了可控制备稀土纳米功能材料的方法，为我国稀土资 源的高效、高值化利用开辟了新途径；其研究课题“稀土纳米功能材料 的可控合成、组装及构效研究”，荣获2011年度国家自然科学二等奖。
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稀土纳米材料的应用
1、稀土纳米材料S及u应b用tit已le成 为当前的一个热点 ，其原因在于该
材料集稀土特性和纳米特性于一体必然会开创 出非稀土纳米材料和 稀土非纳米 材料所不具有 的综合优良特性 ，其应用前景巨大 。 运 用稀土和 纳米的特性、巧妙地合成稀土纳米 、粉体材料、流体材料、 薄膜材料、介 L材料、块状纳米晶体材料 、有机 一无机复合材料以 及层出不穷的 纳米改性材料等新材料和新应用， 形成新的经济增长 点。 2、资料报道 ，在汽车尾气净化 催化剂中的常规稀土化合物换 以 稀 土纳米粒子后 ，提高了尾气 中的 一氧化碳、碳氢化合物和氨氧化物 的转化率 ，也就是说含有稀土纳米 粉末的催化剂除污染的效果更好。 3、另外 国内出现“纳米空调”。据静采用了含有稀土、稀有纳米氧 化物具有特殊化学配位结构的微孔活动中心的空气净化过滤新材料 ， 能 分解和去除居室空气中的甲醛、苯、二甲苯、三氯乙烯 等有 害 气体
3、稀土永磁材 料 已经历 了 SmCo5一Sm2Co1 以及 Nd Fe L4B 3个发 展阶段 ，目前 烧结 NdFeB稀土水磁的磁能 积已高 达 432KJ／m (54MGCe)．接近理论 值 512 KJ m。(64MGCe)，并 已普遍获得推广应 用。