Вплив кисневої нестехіометрії на формування люмінесцентних центрів у нанокристалах діоксиду церію
Ключові слова:
нанокристали діоксиду церію, киснева нестехіометрія, вакансійна підсистема, комплекс з переносом заряду Ce4 - O 2-, Ce3 люмінесцентний центр.
Анотація
Використання нанокристалічного оксиду церію для біомедичних застосувань є дуже
перспективним. Киснева нестехіометрія нанокристалів визначає основні біомедичні властивості
оксиду церію — здатність брати участі в окисно-відновних процесах, що проходять в організмі.
Методом люмінесцентної спектроскопії досліджені нанокристали CeO2 з різним ступенем
кисневої нестехіометрії. Показано, що в залежності від вмісту кисневих вакансій, у нанокристалах
формуються два типи оптичних центрів, люмінесценція яких обумовлена різними електронними
переходами за участю іонів церію. Перший тип центрів - комплекс з переносом заряду Се4+-О2-,
другий тип - іони Се3+. Досліджено люмінесцентні параметри оптичних центрів.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Sayle T.X.T. The role of oxygen vacancies on ceria surfaces in the oxidation of carbon monoxide / T.X.T. Sayle, S.C. Parker, C.R.A. Catlow // Surf. Sci. – 1994. – V.316. – P.329-336.
2. Nonstoichiometry and Electrical Conductivity of Nanocrystalline CeO2−x / J.Y. Ying, E.B. Lavik, I. Kosacki, [et al.] // J. Electroceram. – 1997. – V.1. – P.7-14.
3. Shapovalov V. Catalysis by doped oxides: CO oxidation by AuxCe1−xO2 / V. Shapovalov, H. Metiu // J. Catal. – 2007. – V. 245. – P.205-214.
4. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy / D. Peer, J.M. Karp, S. Hong, [et al.] // Na. Nanotechnol. – 2007. – V.2. – P.751-760.
5. The nanoparticle–protein complex as a biological entity; a complex fluids and surface science challenge for the 21st century / I. Lynch, T. Cedervall, M. Lundqvist, [et al.] // Adv. Colloid Interfac. – 2007. – V.134–135. – P.167-174.
6. Sun C. Magnetic nanoparticles in MR imaging and drug delivery / C. Sun, J.S.H. Lee, M. Zhang // Adv. Drug Deliver. Rev. – 2008 – V.60 (11). – P.1252-1265.
7. Protein adsorption and cellular uptake of cerium oxide nanoparticles as a function of zeta potential / S. Patil, A. Sandberg, E. Heckert, [et al.] // Biomaterials. – 2007. – V.28 (31). – P.4600-4607.
8. Необычные свойства диоксида церия / В.К. Иванов, А.Б. Щербаков, Н.М. Жолобак, О.С. Иванова // Природа. – 2011. – №3. – c.47-57. /Neobychnye svojstva dioksida cerija / V.K. Ivanov, A.B. Shherbakov, N.M. Zholobak, O.S. Ivanova // Priroda. – 2011. – №3. – c.47-57./
9. Vacancy Engineered Ceria Nanostructures for Protection from Radiation-Induced Cellular Damage / R.W. Tarnuzzer, J. Colon, S. Patil, S. Seal // Nano Lett. – 2005. – V.5 (12). – P.2573-2577.
10. Rzigalinski B. A. Nanoparticles and Cell Longevity / B.A. Rzigalinski // Technol. Cancer Res. T. – 2005. – V.4 (6). – P.583-712.
11. Иванов В. К. Структурно-чувствительные свойства и биомедицинские применения нанодисперсного диоксида церия / В. К. Иванов, А. Б. Щербаков, А. В. Усатенко // Успехи химии. – 2009. – Т.78, № 9. – С.924-941. /Ivanov V. K. Strukturno-chuvstvitel'nye svojstva i biomedicinskie primenenija nanodispersnogo dioksida cerija / V. K. Ivanov, A. B. Shherbakov, A. V. Usatenko // Uspehi himii. – 2009. – T.78, № 9. – S.924-941./
12. Heckert E.G. The role of cerium redox state in the SOD mimetic activity of nanoceria / E.G.Heckert, A.S.Karakoti, S.Seal, W.T.Self. // Biomaterials. – 2008. – V.29 – P. 2705-2709.
13. Chen P. L. Reactive Cerium (IV) oxide powders by the homogeneous precipitation method / P. L. Chen, I.W. Chen // J. Am. Ceram. Soc. – 1993. – V.76 – P.1577-1583.
14. Кислородная нестехиометрия нанокристаллического диоксида церия / В.К. Иванов, А.Е. Баранчиков, О.С. Полежаева, [и др.] // Журнал неорганической химии. – 2010. – Т.55, № 3. – С.364-367. /Kislorodnaja nestehiometrija nanokristallicheskogo dioksida cerija /V.K. Ivanov, A.E. Baranchikov, O.S. Polezhaeva, [i dr.]// Zhurnal neorganicheskoj himii. – 2010. – T.55, № 3. – S.364-367./
15. Structural study on monosize CeO2-x nano-particles / S. Tsunekawa, R. Sivamohan, S. Ito, [et al.] // Nanostruct. Mater. – 1999. – V.11 (1). – P.141-147.
16. Steele C.H.B. Proceedings of the British Ceramic Society / C.H.B.Steele, J.M.Floyd – London: British Ceramic Society – 1971.
17. Defect characterization in CeO2−x at elevated temperatures / John Faber Jr., Martin A. Seitz, M.H. Mueller // J. Phys. Chem. Solids – 1976. – V.37 (10). – P.903-907.
18. The blue phosphor Sr2CeO4 synthesized by Pechini’s method / O.A Serra, V.P Severino, P.S Calefi, S.A Cicillini // J. Alloy. Compd. – 2001. – V.323–324. – P.667-669.
19. Ronda C. R. Luminescence: From Theory to Applications / C.R. Ronda – Weinheim: John Wiley & Sons – 2008 – 276 p.
20. Shionoya S. Phosphor Handbook. Second Edition / S. Shionoya, W.H. Yen, H. Yamamoto. – Boca Raton: CRC Press – 2006. – 1080 p.
21. Nakazawa E. The lowest 4f-to-5d and charge-transfer transitions of rare earth ions in YPO4 hosts / E. Nakazawa // J. Luminesc. – 2002. – V.100 (1-4). – P.89-96.
22. van Pieterson L. Charge transfer luminescence of Yb3+ / L. van Pieterson, M. Heeroma, E. de Heer, A. Meijerink // J. Luminesc. – 2000 – V.91 (3-4). – P.177-193.
23. van Pieterson L. On the Nature of the Luminescence of Sr2CeO4 / L. van Pieterson, S. Soverna, A. Meijerink // J. Electrochem. Soc. – 2000. – V.147 (12). – P.4688-4691.
24. Trovarelli A. Catalysis by Ceria and Related Materials (Catalytic Science Series) / A. Trovarelli – New York: World Scientific Publishing Company – 2002. – 486 p.
25. Mochizuki S. The photoluminescence properties and reversible photoinduced spectral change of CeO2 bulk, film and nanocrystals / S. Mochizuki, F. Fujishiro // Phys. Status Solidi B – 2009. – V.246 (10). – P.2320-2328.
2. Nonstoichiometry and Electrical Conductivity of Nanocrystalline CeO2−x / J.Y. Ying, E.B. Lavik, I. Kosacki, [et al.] // J. Electroceram. – 1997. – V.1. – P.7-14.
3. Shapovalov V. Catalysis by doped oxides: CO oxidation by AuxCe1−xO2 / V. Shapovalov, H. Metiu // J. Catal. – 2007. – V. 245. – P.205-214.
4. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy / D. Peer, J.M. Karp, S. Hong, [et al.] // Na. Nanotechnol. – 2007. – V.2. – P.751-760.
5. The nanoparticle–protein complex as a biological entity; a complex fluids and surface science challenge for the 21st century / I. Lynch, T. Cedervall, M. Lundqvist, [et al.] // Adv. Colloid Interfac. – 2007. – V.134–135. – P.167-174.
6. Sun C. Magnetic nanoparticles in MR imaging and drug delivery / C. Sun, J.S.H. Lee, M. Zhang // Adv. Drug Deliver. Rev. – 2008 – V.60 (11). – P.1252-1265.
7. Protein adsorption and cellular uptake of cerium oxide nanoparticles as a function of zeta potential / S. Patil, A. Sandberg, E. Heckert, [et al.] // Biomaterials. – 2007. – V.28 (31). – P.4600-4607.
8. Необычные свойства диоксида церия / В.К. Иванов, А.Б. Щербаков, Н.М. Жолобак, О.С. Иванова // Природа. – 2011. – №3. – c.47-57. /Neobychnye svojstva dioksida cerija / V.K. Ivanov, A.B. Shherbakov, N.M. Zholobak, O.S. Ivanova // Priroda. – 2011. – №3. – c.47-57./
9. Vacancy Engineered Ceria Nanostructures for Protection from Radiation-Induced Cellular Damage / R.W. Tarnuzzer, J. Colon, S. Patil, S. Seal // Nano Lett. – 2005. – V.5 (12). – P.2573-2577.
10. Rzigalinski B. A. Nanoparticles and Cell Longevity / B.A. Rzigalinski // Technol. Cancer Res. T. – 2005. – V.4 (6). – P.583-712.
11. Иванов В. К. Структурно-чувствительные свойства и биомедицинские применения нанодисперсного диоксида церия / В. К. Иванов, А. Б. Щербаков, А. В. Усатенко // Успехи химии. – 2009. – Т.78, № 9. – С.924-941. /Ivanov V. K. Strukturno-chuvstvitel'nye svojstva i biomedicinskie primenenija nanodispersnogo dioksida cerija / V. K. Ivanov, A. B. Shherbakov, A. V. Usatenko // Uspehi himii. – 2009. – T.78, № 9. – S.924-941./
12. Heckert E.G. The role of cerium redox state in the SOD mimetic activity of nanoceria / E.G.Heckert, A.S.Karakoti, S.Seal, W.T.Self. // Biomaterials. – 2008. – V.29 – P. 2705-2709.
13. Chen P. L. Reactive Cerium (IV) oxide powders by the homogeneous precipitation method / P. L. Chen, I.W. Chen // J. Am. Ceram. Soc. – 1993. – V.76 – P.1577-1583.
14. Кислородная нестехиометрия нанокристаллического диоксида церия / В.К. Иванов, А.Е. Баранчиков, О.С. Полежаева, [и др.] // Журнал неорганической химии. – 2010. – Т.55, № 3. – С.364-367. /Kislorodnaja nestehiometrija nanokristallicheskogo dioksida cerija /V.K. Ivanov, A.E. Baranchikov, O.S. Polezhaeva, [i dr.]// Zhurnal neorganicheskoj himii. – 2010. – T.55, № 3. – S.364-367./
15. Structural study on monosize CeO2-x nano-particles / S. Tsunekawa, R. Sivamohan, S. Ito, [et al.] // Nanostruct. Mater. – 1999. – V.11 (1). – P.141-147.
16. Steele C.H.B. Proceedings of the British Ceramic Society / C.H.B.Steele, J.M.Floyd – London: British Ceramic Society – 1971.
17. Defect characterization in CeO2−x at elevated temperatures / John Faber Jr., Martin A. Seitz, M.H. Mueller // J. Phys. Chem. Solids – 1976. – V.37 (10). – P.903-907.
18. The blue phosphor Sr2CeO4 synthesized by Pechini’s method / O.A Serra, V.P Severino, P.S Calefi, S.A Cicillini // J. Alloy. Compd. – 2001. – V.323–324. – P.667-669.
19. Ronda C. R. Luminescence: From Theory to Applications / C.R. Ronda – Weinheim: John Wiley & Sons – 2008 – 276 p.
20. Shionoya S. Phosphor Handbook. Second Edition / S. Shionoya, W.H. Yen, H. Yamamoto. – Boca Raton: CRC Press – 2006. – 1080 p.
21. Nakazawa E. The lowest 4f-to-5d and charge-transfer transitions of rare earth ions in YPO4 hosts / E. Nakazawa // J. Luminesc. – 2002. – V.100 (1-4). – P.89-96.
22. van Pieterson L. Charge transfer luminescence of Yb3+ / L. van Pieterson, M. Heeroma, E. de Heer, A. Meijerink // J. Luminesc. – 2000 – V.91 (3-4). – P.177-193.
23. van Pieterson L. On the Nature of the Luminescence of Sr2CeO4 / L. van Pieterson, S. Soverna, A. Meijerink // J. Electrochem. Soc. – 2000. – V.147 (12). – P.4688-4691.
24. Trovarelli A. Catalysis by Ceria and Related Materials (Catalytic Science Series) / A. Trovarelli – New York: World Scientific Publishing Company – 2002. – 486 p.
25. Mochizuki S. The photoluminescence properties and reversible photoinduced spectral change of CeO2 bulk, film and nanocrystals / S. Mochizuki, F. Fujishiro // Phys. Status Solidi B – 2009. – V.246 (10). – P.2320-2328.
Цитовано
Як цитувати
Maksimchuk, P. O., Viagin, O. G., Bespalova, I. I., Masalov, A. A., Spivak, N. Y., & Malyukin, Y. V. (1). Вплив кисневої нестехіометрії на формування люмінесцентних центрів у нанокристалах діоксиду церію. Біофізичний вісник, 1(28). вилучено із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/2505
Розділ
Методи біофізичних досліджень
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
