王松-稀土上转化发光纳米材料的微波法制备-杨虹

1、附件2：湖北文理学院2015年大学生创新创业训练项目申报书项 目 名 称稀土上转化发光纳米材料的微波法制备项 目 类 型（ ）创新训练项目（ ）创业训练项目（ ）创业实践项目项 目 负 责 人杨虹指 导 教 师王松申 报 日 期2015年4月15日湖北文理学院教务处二一五年四月填 写 须 知一、项目分类说明：1.创新训练项目是本科生个人或团队，在校内导师指导下，自主完成创新性研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、成果（学术）交流等工作。2.创业训练项目是本科生团队，在校内导师指导下，团队中每个学生在项目实施过程中承担一个或多个具体的角色，通过编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企

2、业运行、进行一定程度的验证试验，撰写创业报告等工作。3.创业实践项目是学生团队，在学校导师和企业导师共同指导下，采用前期创新训练项目（或创新性实验）的成果，提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务，以此为基础开展创业实践活动。申报该类项目需额外提交企业导师合作指导协议书作为附件。二、申报书请按顺序逐项填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。空缺项要填“无”。三、申请参加大学生创新创业训练计划项目团队的人数含负责人在内不得超过5人。四、填写时可以改变字体大小等，但要确保表格的样式没有被改变；填写完后用A4纸张双面打印，不得随意涂改。项目名称微波法制备稀土上转化发光纳米材料项目起止时间 2015

3、 年4月 至 2016年4月负责人姓名年级学院学号联系电话E-mail杨虹2013物理与电子工程学院2013110139187721002271914534100项目组成员慧欣格2013物理与电子工程学院2013110112187721014172900417616马鑫2013物理与电子工程学院2013110124187721016911435384953刘文婷2013物理与电子工程学院2013110121187721066161215719420指导教师姓名王松职务/职称讲师所在单位湖北文理学院物理与电子工程学院联系电-mailwangsong1984校外导师姓名职

4、务/职称所在单位联系电话E-mail一、项目简介（200字左右）稀土上转换发光材料在近红外量子计数器、激光器、三维立体显示、荧光粉、红外成像、生物标记、温度传感、组织光学的性质研究、荧光免疫分析和光动力治疗等方面展现出广泛的应用前景。人们发现稀土氟化物特别是六方相NaYF4的为发光效率最高的上转换发光基质材料。最近微波辅助合成法在纳米粒子的合成上受到了非常广泛的关注。通过微波加热，反应时间可以减少几个数量级，并且与传统的加热相比，样品的物理、化学性质得到非常大的提高。微波反应能够在低的温度下进行，有效避免了温度不均匀性。本项目拟选定NaYF4纳米片为研究对象,利用微波法制备一系列不同尺寸和Nd

5、3+掺杂的NaYF4纳米片上转换发光材料，进而研究Nd3+离子对材料发光的敏化性能。图一、材料发光光谱和照片。二、申请理由（包括自身/团队具备的知识、条件、特长、兴趣、前期准备等）自身及团队具备的知识：进入大学后，经过一年半的学习，我们团队成员学习了普通物理以及相关专业知识，已经具备了较为宽广的专业基础知识。此外经过教师的指导，结合团队成员的兴趣爱好，我们对有关纳米发光材料的相关知识进行了学习，通过资料查询和文献阅读，了解和熟悉了相关理论知识。自身及团队具备的条件： 本项目组由2名成员组成，成员各有特长，1名擅长实验操作，1名擅长理论分析。成员组在实验、理论知识及管理沟通合作等方面都具备了相应

6、的能力。并且项目组成员通过前期学习，相互探讨，对本项目研究内容具有浓厚的研究兴趣和动力。 在实验硬件条件上，本项目可依托物电学院的“低维光电材料与器件”湖北省重点实验室和大学物理实验省级示范中心，实验室和示范中心设备齐全，为项目开展提高了完善的实验条件。 项目组指导教师在纳米发光材料的制备和发光性质研究方面具有丰富的实践经验和理论知识，可为项目的推进提供科学和全面的指导。并且团队成员学习能力很强。自身及团队具备的特长、兴趣：本团队成员有的基础理化和英语知识好，擅长对知识的整理，喜欢实验中学习理论；有的动手能力强，具有丰富的实践经验；有的擅长沟通，交流合作、协调安排等，成员之间形成了良好的合作互

7、补关系。前期准备：在前期准备阶段，我们团队通过网络资料和文献查询、与指导教师交流，以及实地考察研究实验室及实验设备等活动，对项目的研究内容及研究方案进行了探讨，为项目的开展进行做好了理论知识及相关实验前期准备。三、项目方案（计划、技术路线、人员分工等）因为Nd3+离子作为敏化剂能够促进稀土离子间的能量传递，并且很大程度上减少了材料被980 nm激光激发时存在的过热过程。更重要得是通过提高Nd3+离子的掺杂浓度，从而有效地增加了其敏化材料发光的目的。本项目拟选择具有代表性的水热法作为材料的制备方法。通过调控反应温度、pH值、浓度和表面活性剂等试验条件，利用水热法制备一系列不同尺寸的NaYF4纳米

8、片上转换发光材料。运用扫描电子显微镜表征材料的形貌，运用XRD表征材料的物相。制备出NaYF4纳米片的基础上，对其掺杂不同的元素，例如上转换发光所需的Er3+、Tm3+离子以及调控材料光谱颜色所需的Yb3+和Nd3+等金属离子，进而研究Nd3+的掺杂浓度对材料的发光性质的影响。研究方案图如下所示：图二、项目研究方案图研究内容： 利用热分解和水热溶剂热法制备不同尺寸和掺杂的纳米NaYF4片上转换发光材料。 运用稳态光谱系统测试Nd3+离子对材料发光的敏化性能。四、项目特色与创新点 目前，上转换发光效率最高的材料之一六方相的NaYF4:Yb3+/Er3+纳米晶的绿光发射也只有1%。Nd3+离子作为

9、敏化剂能够促进稀土离子间的能量传递，并且很大程度上减少了材料被980 nm激光激发时存在的过热过程，从而达到提高材料发光的目的。因此本项目的特色与创新点为：1、 利用水热溶剂热法调控反应温度、pH值、浓度和表面活性剂制备一系列不同尺寸的NaYF4纳米片上转换发光材料。2、对所制备的材料掺杂不同的元素，进而研究材料的发光性质。4、 五、项目进度安排1、项目准备阶段（2014.052014.06）（1）收集和学习项目相关的文献和资料；（2）结合前期调研结果，制定项目实验方案和研究内容；（3）对项目实验方案进行论证审核，以及申报。2、项目实施阶段 （2014.072015.02） （1）系统研究水热

10、法制备稀土氟化物的制备工艺； （2）水热法制备NaYF4纳米材料的工艺摸索； （3）测试表征NaYF4纳米材料微结构和发光性能； （4）根据测试表征结果，调整实验工艺参数，获得优化的可控制备参数。3、项目总结阶段（2015.032015.05）针对项目实施中出现的问题和解决途径，分析总结项目研究经验，撰写项目研究报告。六、项目经费使用计划（要求说明项目经费）经 费 类 型金 额（元）调 研 费200.00实验材料费1500.00加工制作费500.00测试、安装、调试费500.00其他费用300.00合计3000.00七、项目完成预期成果（论文级别、专利、设计、产品、服务；创新实践项目需说明公司规模、营业额等）1、制备出一系列不同掺杂浓度的纳米NaYF4发光材料； 2、确定一种优化的Nd3+敏化NaYF4材料发