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稀土离子掺杂的发光纳米材料具有发射光谱窄、发光寿命长、光化学稳定性高、stokes位移大,通过选择掺杂的稀土离子或基质很容易实现单一波长激发的多色发光等特性。稀土离子掺杂的发光纳米材料在发光装置、太阳能电池、激光材料,尤其是在蛋白质、DNA等生命物质的分析检测,生物标记与成像,临床诊断等领域有广阔的应用前景。本项工作以磷酸盐、氟化物、钼酸盐为基体,通过掺杂Eu3+、Tb3+、Sm3+、Dy3+等离子,制备出具有不同发光特性的纳米发光材料；应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光致发光光谱(PL)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、热分析(TG-DSC)等手段对产物进行了表征,并将合成的La2(MoO4)3:Eu3+纳米晶应用于HeLa细胞的免疫成像。具体内容如下：1.以乙二醇为溶剂,采用多元醇法合成了GdPO4:Eu3+和GdPO4:Ce3+、Tb3+纳米晶。研究结果表明,产物为单斜晶系独居石结构正磷酸盐；形貌为梭形,长轴600～700 nm,短轴50-200nm；纳米晶在水中有良好的分散性。GdPO4:Eu3+水溶液在251 nm激发下,发射光谱以Eu3+的5D0-7F1(592 nm)磁偶极跃迁强度最大；GdPO4:Ce3+,Tb3+纳米晶水溶液的激发光谱在240～300 nm处有一宽的吸收带,峰值位于262 nm,为Ce3+离子的4f-5d跃迁吸收,发射光谱呈现Tb3+特征绿色发射,最强峰位于544 nm。讨论了GdPO4:Ce3+,Tb3+体系中Ce3+敏化发光机理,通过光谱分析证实了存在Ce3+-Gd3+-Tb3+的能量传递过程。通过改变(Y1-xGdx)P04:Eu3+0.05纳米晶基质中Y3+与Gd3+离子的摩尔比,可以调节纳米晶的相组成和形貌,得到了发射不同颜色可见光的产物。2.Ce3+离子是Tb3+离子最有效的敏化剂,在乙二醇介质中合成了CeP04：Tb3+纳米晶。合成出的纳米晶的形貌为梭形,长70-100 nm,宽30-40 nm。该纳米晶的激发光谱包含一个宽而强的激发带,峰值位于263.5 nm,相应与Ce3+离子的4f-5d跃迁吸收；两个窄的激发峰分别在371.5和485.5 nm,来自于Tb3+离子的7F6-SG6和7F6-5D4的跃迁激发。在263.5 nm或371.5 nm紫外光激发下,CeP04：Tb3+纳米晶都展现了强的Tb3+离子的5D4-7FJ(J=6-3)跃迁的特征发光,其中,5D4-7F5在544 nm处的绿色发光最强。而且,利用改进的Stobe方法对制备的CePO4:Tb3+(?)内米晶进行了SiO2表面修饰,使其具有生物兼容性。3.以PVP为稳定剂、乙二醇为反应介质,利用改进的多元醇法合成了正交斜晶相的YF3L:Eu3+和YF3:Tb3+纳米晶。这些纳米晶为短棒状,长40-60 nm,宽20-30 nm,在近紫外光激发下,这些纳米晶展现了掺杂离子Eu3+或Tb3+的特征发光。其中,Eu3+离子的磁偶极跃迁发光强度最大。另外,以柠檬酸为络和剂的室温共沉淀法制备出立方相的YF3:Eu3+纳米晶,颗粒为单一的球形形貌,Eu3+离子的电偶极跃迁发光强度最大。通过调节柠檬酸与Y3+离子的摩尔比,可以制备出50-150 nm不同粒径的纳米颗粒。在391nm紫外光激发下,YF3:Eu3+(5mol %)纳米晶展现了强的Eu3+的5D0-7F1和5D0-7F2特征跃迁发光,其中,5D0-7F2跃迁发射最强。用上述两种方法制备出的纳米颗粒都能够稳定地分散在水中形成透明溶液,作为生物探针,在未来的物检测中会有良好的应用前景。4.采用多元醇法合成了Ce3+为敏化剂,镧系离子对(Eu3+/Tb3+, Dy3+/Tb3+, Sm3+/Tb3+, Eu3+/Dy3+)共掺杂NaGdF4:Ce3+, Ln3+多色纳米晶。在251 nm单一波长紫外光激发下,不同共掺杂镧系离子对的纳米晶保持了掺杂离子独立的光谱特性,展现了共掺杂离子对的混合光谱。通过调整掺杂离子对的摩尔比,可以调节混合光谱的强度比例。在254 nm紫外灯照射下,这些纳米晶的水溶液呈现出很强的明亮的多色发光。利用改进的Stobe法对纳米晶进行了SiO2修饰,可以实现与生物分子的连接,为生物样品的多组分同时测定提供了新的选择。5.为了适应细胞标记的需要,对钼酸盐为基体的铕离子掺杂的纳米粒子的制备及其近紫外光激发的发光特性进行了探索性研究。以EDTA为络合剂,水热法制备了ZnMoO4:Eu3+纳米晶。该纳米晶为四边形的片状形貌,长约300-500 nm,宽约100 nm。在392.5 nm近紫外光激发下,ZnMoO4:Eu3+在615 nm处展现了强的红色发光,相应于Eu3+离子的5D0-7F2电偶极跃迁。利用溶剂热法,在异丙醇和水的介质中,以稀土硬脂酸盐为前驱体、通过四辛基溴化胺的配位作用和油酸、油胺对纳米晶的稳定作用,制备出粒径约25 nm,球形形貌的La2(MoO4)3:Eu3+纳米晶。在392.5 nm近紫外光激发下,该纳米晶在615 nm处展现了强的红色发光。经SiO2表面修饰后,通过细胞表面的CEA癌胚抗原和抗体之间的特异性免疫反应,实现了La2(Mo04)3:Eu3+纳米晶对HeLa细胞的标记。