研究目的
研究镧系元素掺杂的Bi2SiO5纳米晶体在介孔二氧化硅纳米颗粒中的形成过程，并开发具有上转换性能的核壳纳米体系的新合成策略。
研究成果
该研究成功展示了一种铋驱动的自组装机制，用于形成具有上转换发光性能的Bi2SiO5@g-SiO2核壳纳米颗粒。关键发现包括：利用介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）作为纳米反应器稳定亚稳态Bi2SiO5相；铋元素在降低熔点及促进核壳结构形成中的作用；以及通过镧系元素掺杂实现光学性能的可调控性。该策略在生物成像、防伪和照明领域具有应用潜力，并建议未来工作将该方法推广至其他材料体系，同时进一步优化合成参数。
研究不足
该研究仅限于特定合成条件（温度范围最高达750°C、孔隙占据水平），所提出的机理尚属推测性。聚集体尺寸过小导致完整表征具有挑战性，且铋与二氧化硅之间的反应活性可能因不同前驱体或基质而异。生物领域的应用需进一步开展毒性与稳定性测试。
1：实验设计与方法选择：
研究采用初湿浸渍法将铋和镧系元素前驱体负载到介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）中，随后在不同温度下煅烧形成核壳结构。技术手段包括X射线粉末衍射（XRPD）、同步辐射X射线粉末衍射（SR-XRPD）、高分辨透射电镜（HR-TEM）、小角X射线散射（SAXS）、氮气吸附-脱附、热重-差示扫描量热法（TG-DSC）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、能谱分析（EDS）、漫反射紫外-可见光谱（DRUV-Vis）及光致发光测量。
2：样品选择与数据来源：
MSNs以特定试剂摩尔比合成，样品制备时设置不同孔隙占据率（12.5%、25%、50%、100%），并在550°C至750°C温度区间退火。数据采集自合成的纳米颗粒，通过多种仪器表征。
3：5%、25%、50%、100%），并在550°C至750°C温度区间退火。数据采集自合成的纳米颗粒，通过多种仪器表征。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括飞利浦衍射仪、同步辐射装置、Kratky相机、Micromeritics ASAP 2010系统、热重分析仪、卡尔蔡司Sigma VP场发射扫描电镜、日本电子3010透射电镜、JASCO V-570分光光度计、CNI MDL-III-980二极管激光器、QE65 Pro海洋光学光谱仪。材料包含正硅酸乙酯（TEOS）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、乙醇、氨水、硝酸铋五水合物（Bi(NO3)3·5H2O）、硝酸镱五水合物（Yb(NO3)3·5H2O）、硝酸铒五水合物（Er(NO3)3·5H2O）、硝酸（HNO3）。
4：实验流程与操作步骤：
合成MSNs后浸渍前驱体溶液，经旋转蒸发干燥并煅烧。表征按步骤进行：采用铜靶Kα射线的XRPD、控温原位SR-XRPD、SAXS、氮气物理吸附、TG-DSC、显微镜观测及特定条件（如980 nm激发光致发光）下的光谱分析。
5：数据分析方法：
通过谢乐公式计算晶粒尺寸，Rietveld精修进行物相定量，BET与BJH模型分析比表面积与孔径，SAXS拟合获取尺寸分布，库贝尔卡-芒克函数估算带隙。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Tetraethyl orthosilicate
TEOS
Sigma-Aldrich
Precursor for silica synthesis
暂无现货
预约到货通知
-
Cetyltrimethylammonium bromide
CTAB
Sigma-Aldrich
Surfactant in MSN synthesis
暂无现货
预约到货通知
-
Bismuth nitrate pentahydrate
Bi(NO3)3·5H2O
Sigma-Aldrich
Bismuth precursor
暂无现货
预约到货通知
-
Ytterbium nitrate pentahydrate
Yb(NO3)3·5H2O
Sigma-Aldrich
Lanthanide dopant precursor
暂无现货
预约到货通知
-
Erbium nitrate pentahydrate
Er(NO3)3·5H2O
Sigma-Aldrich
Lanthanide dopant precursor
暂无现货
预约到货通知
-
Field Emission Scanning Electron Microscope
Sigma VP
Carl Zeiss
Size and morphology determination, EDS analysis
暂无现货
预约到货通知
-
Transmission Electron Microscope
JEOL3010
JEOL
High-resolution TEM imaging
暂无现货
预约到货通知
-
UV-Vis spectrophotometer
V-570
JASCO
Diffuse reflective UV-Vis spectra recording
暂无现货
预约到货通知
-
Diode laser
MDL-III-980
CNI
980 nm photon pumping source for photoluminescence
立即获取同款设备 -
Spectrometer
QE65 Pro
Ocean Optics
Recording photoluminescence emission spectra
暂无现货
预约到货通知
-
Ethanol
Fluka
Solvent
暂无现货
预约到货通知
-
Ammonium hydroxide
Fluka
Catalyst in synthesis
暂无现货
预约到货通知
-
Nitric acid
HNO3
J.T. Baker
Acid for solution preparation
暂无现货
预约到货通知
-
Philips diffractometer
PW 1319 goniometer
Philips
X-ray powder diffraction measurements
暂无现货
预约到货通知
-
Synchrotron radiation setup
MSX line
ELETTRA Synchrotron Light Laboratories
In situ temperature-dependent X-ray diffraction
暂无现货
预约到货通知
-
Kratky camera
Small-angle X-ray scattering measurements
暂无现货
预约到货通知
-
Micromeritics ASAP 2010 system
ASAP 2010
Micromeritics
Nitrogen adsorption-desorption measurements
暂无现货
预约到货通知
-
Thermogravimetric analyzer
Thermogravimetric and differential scanning calorimetry analysis
暂无现货
预约到货通知
-
登录查看剩余16件设备及参数对照表
查看全部
