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中国化学会第30届学术年会

作者：梅晟孙聆东严纯华北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院

稀土上转换发光纳米晶由于在防伪、生物成像、医学诊疗等研究领域展现出的应用前景而引起了人们的广泛关注[1]。合成不同尺度、形貌的稀土纳米晶对于拓展纳米颗粒的应用具有重要意义。我们以水热法和前驱体热分解法为基础[2-4],通过调... 详细信息

稀土上转换发光纳米晶由于在防伪、生物成像、医学诊疗等研究领域展现出的应用前景而引起了人们的广泛关注[1]。合成不同尺度、形貌的稀土纳米晶对于拓展纳米颗粒的应用具有重要意义。我们以水热法和前驱体热分解法为基础[2-4],通过调变合成条件,合成了一系列不同尺寸和形貌的稀土上转换发光纳米晶。利用水热法,通过调节温度和反应时间等参数,可以得到长径比分别为10和30的两种纳米棒;利用前驱体热分解法,通过调节前驱体的量和反应温度等参数,可以得到直径分别为20 nm和200 nm的六方板。这几种纳米颗粒(组成均为Na YF4:Yb,Er)在980 nm激光激发下都展现出了特征的545 nm的绿光和650 nm的红光。以这些合成的纳米晶为基础,可以开展不同尺寸、不同长径比的纳米晶的光学性质的研究。

关键词：稀土上转换发光纳米晶多尺度

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Ho3+激活稀土纳米材料的上转换发光研究

Ho3+激活稀土纳米材料的上转换发光研究

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中国化学会第30届学术年会

作者：徐悦姣孙聆东严纯华北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院

上转换发光材料已经被开发作为一种新型的荧光标记物,成为有机染料和量子点等传统标记材料在生物分析和医学成像方面的替代品[1]。高效调控Ho离子的上转换发光过程对于其多功能成像应用具有重要意义[2]。Ho离子在红光、绿光和蓝光均有... 详细信息

上转换发光材料已经被开发作为一种新型的荧光标记物,成为有机染料和量子点等传统标记材料在生物分析和医学成像方面的替代品[1]。高效调控Ho离子的上转换发光过程对于其多功能成像应用具有重要意义[2]。Ho离子在红光、绿光和蓝光均有特征发射,并且Ho离子具有较大的磁矩及对X射线的衰减能力,使其可以成为具有核磁共振成像(MRI)/X射线断层扫描成像(CT)/上转换发光成像(UCL)的多功能材料。我们利用热分解法合成了基质不同,敏化剂与激活剂掺杂浓度不同的上转换纳米颗粒。通过比较上转换发光光谱中发射峰的强度,证实组成为Li YF4:Yb(20%),Ho(2%)是发光最强的纳米颗粒。对特定发射峰比例的比较与分析,为以后Ho激活的稀土上转换发光材料的应用以及性质探究提供一些参考。

关键词：稀土上转换发光纳米晶

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洋葱状多层结构稀土纳米晶的上转换发光调控

洋葱状多层结构稀土纳米晶的上转换发光调控

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中国化学会第30届学术年会

作者：董浩孙聆东严纯华北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院

近年来,稀土上转换发光纳米晶在防伪、生物成像、医学诊疗等研究领域受到广泛关注[1]。高效调控稀土离子的上转换发光过程对于各类光学应用具有重要意义[2]。我们将含有稀土发光中心的光学活性壳层与不含稀土发光中心的光学惰性壳层整... 详细信息

近年来,稀土上转换发光纳米晶在防伪、生物成像、医学诊疗等研究领域受到广泛关注[1]。高效调控稀土离子的上转换发光过程对于各类光学应用具有重要意义[2]。我们将含有稀土发光中心的光学活性壳层与不含稀土发光中心的光学惰性壳层整合于单个纳米晶中,构筑出一系列洋葱状多层结构稀土上转换发光纳米晶。该系列纳米晶具有正交发光性质,即纳米晶在不同的激发条件下呈现出不同的发射光。通过比较纳米晶的上转换发光颜色和发光寿命,可识别激发光的波长;通过比较上转换发光光谱中特定发射峰的比例,可识别激发光的功率密度。利用纳米晶正交的发光性质,可实现多色指纹成像以及不同拖尾长度的旋转圆盘成像[3]。与传统的上转换纳米晶相比,我们设计的洋葱状核壳结构纳米晶可携带更多的光学信息,在多色编码、防伪等领域具有更好的应用前景。

关键词：稀土上转换发光纳米晶多层结构防伪

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稀土基单离子磁体的设计与理论计算研究

稀土基单离子磁体的设计与理论计算研究

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第七届全国物理无机化学学术会议

作者：王炳武孙文彬高琛刘姗姗高松北京分子科学国家实验室稀土材料化学与应用国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院黑龙江大学化学学院

＜正＞单分子磁体是指在单个分子尺度上的、具有磁双稳态、在阻塞温度下保持磁滞现象、具有交流磁场中的慢弛豫现象的分子化合物。因为分子级别的小尺寸和表现出的量子行为,单分子磁体在高密度信息存储、量子计算和自旋电子学领域具有...

＜正＞单分子磁体是指在单个分子尺度上的、具有磁双稳态、在阻塞温度下保持磁滞现象、具有交流磁场中的慢弛豫现象的分子化合物。因为分子级别的小尺寸和表现出的量子行为,单分子磁体在高密度信息存储、量子计算和自旋电子学领域具有潜在的应用价值[1]。稀土离子的4f电子因为具有强的旋轨耦合作用和大的磁矩,单个分子化合物就可能表现出单分子磁体的慢磁弛豫行为,也被称为单离子磁体,是近年来单分子磁体研究领域的新热点。

关键词：

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Pt-Re双金属纳米颗粒的合成及在催化醇脱水反应中的构效关系研究

Pt-Re双金属纳米颗粒的合成及在催化醇脱水反应中的构效关系研究

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中国化学会第30届学术年会

作者：王宇豪孙聆东严纯华稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学-香港大学稀土材料和生物无机化学联合实验室北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室北京100871

Re基催化剂能够高效活化羟基、促进C–O键断裂[1],在生物质催化转化领域中占据重要地位[2]。研究表明,Re基双金属催化剂较纯Re纳米材料具有更高的稳定性,但其在催化羟基取代反应中的活性与材料结构的关系仍需进一步探究。

关键词：

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稀土纳米颗粒MRI及CT双模式造影剂

稀土纳米颗粒MRI及CT双模式造影剂

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中国化学会第30届学术年会

作者：郑晓宇孙聆东严纯华稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学-香港大学稀土材料和生物无机化学联合实验室北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室

磁共振成像（MRI）与X射线断层扫描成像（CT）是广泛应用于临床诊断与生物医学研究的两种非侵入式成像技术。MRI与CT分别侧重于对较软的组织（如血管、肌肉、肿瘤等）和较硬的组织（如骨头）进行成像。通过同时（或连续）的图像获取与重... 详细信息

磁共振成像（MRI）与X射线断层扫描成像（CT）是广泛应用于临床诊断与生物医学研究的两种非侵入式成像技术。MRI与CT分别侧重于对较软的组织（如血管、肌肉、肿瘤等）和较硬的组织（如骨头）进行成像。通过同时（或连续）的图像获取与重整,可将两种技术有机结合,进而提供更加丰富、准确的信息,而高效的MRI与CT双模式造影剂是实现这一目标的前提。Gd具有最多的未成对电子数和较长的电子弛豫时间,因此被广泛用作T1弛豫增强材料。我们合成得到了一种新型的聚丙烯酸包覆的菱形Gd F3纳米片,该纳米片具有较好的T1弛豫增强效果,其纵向弛豫率（15.8m M-1 s-1）约为临床用的MRI造影剂Gd-DTPA的四倍。稀土离子(如Tb,Dy,Ho等)具有较短的电子弛豫时间和较高的磁矩,可以在高磁场的诱导下产生局域磁场梯度从而缩短横向弛豫时间（T）。我们合成得到了聚乙烯亚胺包覆的Tb F纳米颗粒,发现其在超高磁场强度下（7 T）具有极高的横向弛豫率(395.77 m Ms)。此外,由于稀土元素具有较大的原子序数与X射线衰减系数,这些材料也显示出较好的CT成像效果。

关键词：稀土纳米颗粒磁共振成像 X射线断层扫描成像

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稀土氟化物纳米晶的近红外发光调控

稀土氟化物纳米晶的近红外发光调控

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中国化学会第30届学术年会

作者：张佩值孙聆东严纯华稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学-香港大学稀土材料和生物无机化学联合实验室北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室

作为一种非侵入式的成像技术,光学成像受到了广泛的关注。然而,其面临的最大挑战就是如何获得穿透深度更深、更清晰和更安全的成像结果。近红外光具有较低的组织吸收和散射作用,因此近红外激发、近红外发射的发光模式可以有效提高成像... 详细信息

作为一种非侵入式的成像技术,光学成像受到了广泛的关注。然而,其面临的最大挑战就是如何获得穿透深度更深、更清晰和更安全的成像结果。近红外光具有较低的组织吸收和散射作用,因此近红外激发、近红外发射的发光模式可以有效提高成像的穿透深度和空间分辨率,进而提高成像的质量。基于此目的,我们制备得到了Nd、Yb共掺的稀土氟化物纳米晶。通过筛选二元稀土氟化物基质,调节掺杂离子浓度及构筑核壳结构的方式,得到了具有较强近红外发射的纳米晶。并证实了具有正交相的氟化物基质有助于Nd、Yb之间的能量传递;合适的掺杂比例有助于获得单一相态的纳米晶,并提高掺杂离子间的能量传递效率;核壳结构的构筑可减少表面缺陷,从而进一步提高近红外发光强度。

关键词：稀土氟化物纳米晶近红外激发近红外发射光学成像

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Al3+掺杂NaREF4体系的合成及其上转换发光增强研究

Al3+掺杂NaREF4体系的合成及其上转换发光增强研究

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中国化学会第30届学术年会

作者：时朔孙聆东严纯华稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学-香港大学稀土材料和生物无机化学联合实验室北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室

稀土上转换发光纳米材料具有斯托克斯位移大,发射峰窄,光稳定性好,发光寿命长等优点,在生物成像,治疗诊断,离子检测及信息存储等方面引起了广泛关注。然而,稀土上转换纳米晶发光中心跃迁几率较低,吸收截面较小,量子产率较低,极大地限制... 详细信息

稀土上转换发光纳米材料具有斯托克斯位移大,发射峰窄,光稳定性好,发光寿命长等优点,在生物成像,治疗诊断,离子检测及信息存储等方面引起了广泛关注。然而,稀土上转换纳米晶发光中心跃迁几率较低,吸收截面较小,量子产率较低,极大地限制了其应用。通过调控稀土离子的局域配位场结构,可以有效地提高稀土发光中心的跃迁几率,实现稀土上转换纳米晶的发光增强。在六方相Na Gd F掺杂Yb,Er体系中,通过引入Al可以实现对于稀土发光中心局域配位场结构的调控。利用甲醇辅助共沉淀法合成得到Na Gd F4掺杂Yb,Er,Al的上转换纳米颗粒。上转换发光光谱测试的结果表明Al的引入破坏了发光中心的局域晶体场对称性,从而显著地提高Er在525 nm,540 nm,653 nm处的发光强度。此外,Al的引入可以加快基质由立方相向六方相的转变,提高纳米颗粒的结晶度,调控上转换发光的红绿比。稀土上转换纳米材料发光强度的显著提高为实现安全、高效的上转换发光活体成像应用提供了基础。

关键词：稀土纳米颗粒发光增强

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高性能黑色纳米二氧化钛材料研究（英文）

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高等学校化学学报 2015年第11期36卷 2099-2114页

作者：朱桂莲林天全黄富强上海硅酸盐研究所能量转换材料重点实验室及高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 北京大学化学与工程学院分子科学国家实验室及稀土材料化学与应用国家重点实验室北京100871

二氧化钛是最重要的光电半导体材料之一,纳米二氧化钛作为最重要的光催化剂所面临的巨大挑战是无法吸收可见光而导致太阳能利用效率低下.拓展二氧化钛的光谱响应范围是提高其太阳能利用效率的关键.最近发展的可以有效吸收可见光的黑色... 详细信息

二氧化钛是最重要的光电半导体材料之一,纳米二氧化钛作为最重要的光催化剂所面临的巨大挑战是无法吸收可见光而导致太阳能利用效率低下.拓展二氧化钛的光谱响应范围是提高其太阳能利用效率的关键.最近发展的可以有效吸收可见光的黑色二氧化钛受到广泛关注,我们针对黑色纳米二氧化钛材料展开了一系列工作,发展出多种黑色二氧化钛材料的制备方法,获得了太阳能高吸收、高效光催化的材料.本文综合了我们的部分研究工作,概述了所制备黑色纳米二氧化钛的物化性质、制备方法及其应用,并提出了该材料的研究方向.

关键词：黑色二氧化钛可见光光催化

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高效近红外发光稀土纳米颗粒的生物成像研究

高效近红外发光稀土纳米颗粒的生物成像研究

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中国化学会第30届学术年会

作者：秦青松孙聆东严纯华北京分子科学国家实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学-香港大学稀土材料和生物无机化学联合实验室北京大学化学与分子工程学院

荧光探针被广泛应用于光学成像及生物诊疗中[1]。与可见光相比,近红外光（700-1600 nm）受到生物组织的吸收和散射作用更小,可实现深层组织的光学成像,因此发展近红外发光探针具有重要意义。稀土掺杂的近红外发光纳米颗粒具有优异的光... 详细信息

荧光探针被广泛应用于光学成像及生物诊疗中[1]。与可见光相比,近红外光（700-1600 nm）受到生物组织的吸收和散射作用更小,可实现深层组织的光学成像,因此发展近红外发光探针具有重要意义。稀土掺杂的近红外发光纳米颗粒具有优异的光学性质,比如大的斯托克斯位移,良好的光稳定性以及低毒性。我们利用热分解方法合成了钕离子掺杂的稀土氟化物复盐纳米颗粒,在808 nm激光激发下,纳米颗粒表现出860 nm,1060 nm和1350 nm的近红外发光。进一步,我们通过外延生长的方式得到了核壳结构的纳米颗粒,有效增强了纳米颗粒的近红外发光。在140 m W/cm的激发功率下,纳米颗粒的发光可有效地穿透厚度为20 mm的猪肉组织。通过尾静脉注射,可以清晰地观察到裸鼠血管图像。这些结果表明我们发展的近红外发光纳米颗粒在生物光学成像中具有很大的应用潜力。

关键词：生物成像近红外发光稀土纳米颗粒

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