잠재적인 UV 센서를 위한 희토류 금속착물이 기능화된 메조다공성 실리카
Rare-Earth Metal Complex-Functionalized Mesoporous Silica for a Potential UV Sensor
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본 연구에서는 실리카원으로 Tetraethyl orthosilicate (TEOS)를 사용하고 주형으로 트리블럭 공중합체(P123)를 사용하여 산성 조건에서 자기조립 방법과 수열합성 과정을 거쳐서 잘 배열된 육방체 구조의 메조세공배열구조를 가지는 다공성 실리카 물질(Surfactant-extracted SBA-15)을 합성하였다. Surfactant-extracted SBA-15는 약 980 nm의 크기를 가지는 짧은 로드의 입자 모양을 보여주었다. 그리고 표면적과 세공 직경은각각 730 m2g-1와 70.8 Å이었다. 한편, 포스트-합성방법(post-synthesis method)을 이용하여 메조세공 내에아미노실란(3-aminopropyltriethoxysilane, APTES)을 그래프팅(grafting) 하였다. 아미노실란으로 개질된메조다공성 실리카(APTES-SBA-15)는 잘 배열된 세공구조(p6mm)를 가지고 짧은 로드의 입자모양을 잘 유지하였다. APTES-SBA-15의 표면적과 세공 직경은 각각 350 m2g-1와 60.7 Å으로 감소하였다. APTES가 개질된메조 다공성 실리카에 희토류 금속이온(Eu3+, Tb3+) 용액을 처리하여 메조세공 내에 희토류 금속 착물이 도입된메조다공성 실리카 물질을 합성하였다. (Eu/APTES-SBA-15, Tb/APTES- SBA-15) 이들 물질은 λex=250 nm 광에 의해 특징적인 광발광 스펙트라를 나타내었다. (Tb/APTES-SBA-15를 위하여 5D4→7F5 (543.5 nm), 5D4 →7F4 (583.5 nm), 5D4→7F3 (620.2 nm) 전이; Eu/APTES-SBA-15를 위하여 5D0→7F0 (577.7 nm), 5D0→7F1 (592.0 nm), 5D0→7F2 (614.9 nm), 5D0→7F3 (650.3 nm) and 5D0→7F4 (698.5 nm) 전이)
Abstract
In this study, TEOS was used as a silica source, and a triblock copolymer (P123) was used as a template to produce mesoporous silica with a well-ordered hexagonal mesopore array through a self-assembly method and hydrothermal process under acidic condition. (Surfactant-extracted SBA-15). Surfactant-extracted SBA-15 showed the particle shape of a short rod with a size of approximately 980 nm. The surface area and pore diameter were 730 m2g-1 and 70.8 Å, respectively. Meanwhile, aminosilane (3-aminopropyltriethoxysilane, APTES) was grafted into the mesopores using a post-synthesis method. Mesoporous silica (APTES-SBA-15) modified with aminosilane had a well-ordered pore structure (p6mm) and well-maintained the particle shape of short rods. The surface area and pore diameter of APTES-SBA-15 decreased to 350 m2g-1 and 60.7 Å, respectively. APTES-modified mesoporous silica was treated with a solution of rare earth metal ions (Eu3+, Tb3+) to synthesize a mesoporous silica material in which rare earth metal complexes were introduced into the mesopores. (Eu/APTES-SBA-15, Tb/APTES-SBA-15) These materials exhibited characteristic photoluminescence spectra by λex=250 nm. (5D4→7F5 (543.5 nm), 5D4→7F4 (583.5 nm), 5D4→7F3 (620.2 nm) transitions for Tb/ APTES-SBA-15; 5D0→7F0 (577.7 nm), 5D0→7F1 (592.0 nm), 5D0→7F2 (614.9 nm), 5D0→7F3 (650.3 nm) and 5D0 →7F4 (698.5 nm) transitions for Eu/APTES-SBA-15)
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