logo
دوره 8، شماره 1 - ( بهار و تابستان 1402 )                   جلد 8 شماره 1 صفحات 32-24 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

shirzadi P, heydari E, Hafezi R. Measuring the temperature of natural gas liquids (NGL) by using Ba2LuF7: Yb3+, Nd3+, Er3+@Ba2LaF7 frequency upconversion nanoparticles.. JMRPh 2023; 8 (1) :24-32
URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-237-fa.html
شیرزادی پریسا، حیدری اسماعیل، حافظی رزاق. اندازه‌گیری دمای مایعات گاز طبیعی NGL با به کار گیری نانوذرات تبدیل افزایشی فرکانس Ba2LuF7:Yb3+, Nd3+, Er3+@Ba2LaF7. نشریه پژوهش های نوین فیزیک. 1402; 8 (1) :24-32

URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-237-fa.html


دانشگاه خوارزمی
چکیده:   (222 مشاهده)
اهمیت اندازه‌گیری دقیق، آنی و غیرتماسی دما در مکان‌های غیرقابل دسترس یا خطرناک باعث گسترش قابل توجه تحقیقات برای توسعه حسگرهای نانوفوتونیکی دما شده است. در این مقاله با بررسی شدت تابش وابسته به دما نانوذرات تبدیل‌ افزایشی فرکانس لانتاتیدی هسته-پوسته Ba2LuF7:Yb3+, Nd3+, Er3+@Ba2LaF7 ، دمای مایعات گاز طبیعی NGL به صورت آنی و غیرتماسی اندازه‌گیری می‌شود. این نانو تابشگرهای 30 نانومتری با جذب تابش چندین فوتون 980 نانومتری، فوتونی در ناحیه سبز تابش می‌کنند. بنابراین پس از مشخصه یابی نانوذرات، با بررسی  عملکرد دمایی نانو مواد فاز مکعبی هسته-پوسته آلاییده شده با یون‌های لانتانید، با ماتریس Ba2LuF7  و یون‌های آلاییده شده Er3+ /Yb3+ /Nd3+  به عنوان هسته و Ba2LaF7 به عنوان پوسته، تابع کاری این حسگر به دست آمد که از آن برای اندازه‌گیری دمای مایعات گاز طبیعی در بازه‌ی 15 تا 30 درجه‌ سانتی‌گراد با حساسیت دمایی K-10.0016 استفاده میشود.

 
متن کامل [PDF 1522 kb]   (84 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: 1403/5/16 | پذیرش: 1403/9/12 | انتشار: 1402/6/10 | انتشار الکترونیک: 1402/6/10

فهرست منابع
1. [1] P.S. Dorozhkin, S.V. Tovstonog, D. Golberg, J. Zhan, Y. Ishikawa, M. Shiozawa, H. Nakanishi, K. Nakata, Y. Bando, A liquid Ga-filled carbon nanotube: a miniaturized temperature sensor and electrical switch, Small 1, 1088-1093, 2005. [DOI:10.1002/smll.200500154] [PMID]
2. [2] S. Wang, S. Westcott, W. Chen, Nanoparticle luminescence thermometry, J. Phys. Chem. B 106, 11203-11209, 2002. [DOI:10.1021/jp026445m]
3. [3] S.A. Wade, S.F. Collins, G.W. Baxter, Fluorescence intensity ratio technique for optical fiber point temperature sensing, J. Appl. Phys. 94, 4743-4756, 2003. [DOI:10.1063/1.1606526]
4. [4] Y. Gao, Y. Bando, Carbon nanothermometer containing gallium, Nature 415, 599-600, 2002. [DOI:10.1038/415599a] [PMID]
5. [5] G.W. Walker, V.C. Sundar, C.M. Rudzinski, M.G. WunBawendi, D.G. Nocera, Quantum-dot optical temperature probes, Appl. Phys. Lett. 83, 3555-3557, 2003. [DOI:10.1063/1.1620686]
6. [6] J. Lee, N.A. Kotov, Thermometer design at the nanoscale, Nano Today 2, 48-51, 2007. [DOI:10.1016/S1748-0132(07)70019-1]
7. [7] L. Aigouy, G. Tessier, M. Mortier, B. Charlot, Scanning thermal imaging of microelectronic circuits with a fluorescent nanoprobe, Appl. Phys. Lett. 87, 184105-1-184105-3, 2005. [DOI:10.1063/1.2123384]
8. [8] M.A.R.C. Alencar, G.S. Maciel, C.B. De Arau' Jo, A. Patra, Er3+-doped BaTiO3 nanocrystals for thermometry: influence of nanoenvironment on the sensitivity of a fluorescencebased temperature sensor, Appl. Phys. Lett. 84, 4753-4755, 2004. [DOI:10.1063/1.1760882]
9. [9] S.V. Yap, R.M. Ranson, W.M. Cranton, D. Koutsogeorgis, Decay time characteristics of La2O2S: Eu and La2O2S: Tb for use within an optical sensor for human skin temperature measurement, Appl. Opt. 47, 4895-4899, 2008. [DOI:10.1364/AO.47.004895] [PMID]
10. [10] L.H. Fischer, G.S. Harms, O.S. Wolfbeis, Upconverting nanoparticles for nanoscale thermometry, Angew. Chem. Int. Ed. 50, 4546-4551, 2011. [DOI:10.1002/anie.201006835] [PMID]
11. [11] C. AltaVilla, Upconverting Nanomaterials, Perspectives, Synthesis and Application, CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton: New York, 2017.
12. [12] DU, Kaimin, et al. Nanocomposites based on lanthanide-doped upconversion nanoparticles: diverse designs and applications. Light: Science & Applications, 11.1: 222, 2022.‏ [DOI:10.1038/s41377-022-00871-z] [PMID] []
13. [13] F. Auzel, Compteur quantiquepar transfert d'energie ' entre deux ions de terres rares dans un tungstate mixte et dans un verre, Comptesrendusdel'AcademiedesSciences, ' Ser.B 262, 1016-1019, 1966.
14. [14] V.V. Ovsyankin, P.P. Feofilov, Mechanism of summation of electronic excitations in activated crystals, JETP Lett. 3, 322-323, 1966.
15. [15] Habibi, et al, 3D printed optofluidic biosensor: NaYF4: Yb3+, Er3+ upconversion nano-emitters for temperature sensing. ''Sensors and Actuators A: Physical, 326, 112734.'' 2021. [DOI:10.1016/j.sna.2021.112734]
16. [16] F. Auzel, Upconversion and anti-stokes processes with f and d ions in solids, Chem. Rev. 104, 139-173, 2004. [DOI:10.1021/cr020357g] [PMID]
17. [17] Liu, Xiaogang, Chun-Hua Yan, and John A. Capobianco. "Photon upconversion nanomaterials." Chemical Society Reviews 44.6, 1299-1301, 2004. [DOI:10.1039/C5CS90009C] [PMID]
18. [18] Dramićanin, Miroslav. '' Luminescence thermometry: methods, materials, and applications'' Woodhead Publishing, 2018.
19. [19] Mazetyte-Stasinskiene, Raminta, and Johann Michael Köhler. "Sensor micro and nanoparticles for microfluidic application." Applied Sciences 10.23: 8353, 2020. [DOI:10.3390/app10238353]
20. [20] Lei, Pengpeng, Jing Feng, and Hongjie Zhang. "Emerging biomaterials: taking full advantage of the intrinsic properties of rare earth elements." Nano Today 35: 100952, 2020. https://doi.org/10.1039/D0BM01579B https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120336 https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120340 https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120338 https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120402 https://doi.org/10.1039/D0BM01296C https://doi.org/10.1039/D0BM01467B https://doi.org/10.1039/D0BM01531H https://doi.org/10.1039/D0BM01660H https://doi.org/10.1039/D0BM00867B https://doi.org/10.1039/D0BM01168A https://doi.org/10.1039/D0BM01290D https://doi.org/10.1039/D0BM01237H https://doi.org/10.1039/D0BM01385D [DOI:10.1039/D0BM01076F] [PMID]
21. [21] Haase, Markus, and Helmut Schäfer. "Upconverting nanoparticles." Angewandte Chemie International Edition 50.26: 5808-5829, 2011. [DOI:10.1002/anie.201005159] [PMID]
22. [22] Auzel, François. "Upconversion and anti-stokes processes with f and d ions in solids." Chemical reviews 104.1: 139-174, 2004. [DOI:10.1021/cr020357g] [PMID]
23. [23] Wang, Yong, et al. "Construction of multifunctional lanthanide-based nanoparticles Ba2LuF7: Yb/Er/Ho for in vivo dual-modal tumor imaging." Optical Materials 128: 112369, 2022. [DOI:10.1016/j.optmat.2022.112369]
24. [24] Zhang, Fan. Photon upconversion nanomaterials. Berlin: Springer, Vol. 416, 2015.‏ [DOI:10.1007/978-3-662-45597-5]
25. [25] S. Sivakaminathan, B. Hankamer, J. Wolf, J. Yarnold, High-throughput optimisation of light-driven microalgae biotechnologies, Sci. Rep. 8 ,11687, 2018. [DOI:10.1038/s41598-018-29954-x] [PMID] []
26. [26] X. Wang, K. Bao, W. Cao, Y. Zhao, C. Wei Hu, Screening of microalgae for integral biogas slurry nutrient removal and biogas upgrading by different microalgae cultivation technology, Sci. Rep. 7, 5426, 2017. https://doi.org/10.1038/s41598-017-17657-8 https://doi.org/10.1038/s41598-017-17860-7 https://doi.org/10.1038/s41598-017-05841-9 https://doi.org/10.1038/s41598-017-18028-z https://doi.org/10.1038/s41598-017-18281-2 https://doi.org/10.1038/s41598-017-18302-0 https://doi.org/10.1038/s41598-017-18469-6 https://doi.org/10.1038/s41598-017-18231-y https://doi.org/10.1038/s41598-017-17965-z https://doi.org/10.1038/s41598-017-18319-5 https://doi.org/10.1038/s41598-017-17748-6 https://doi.org/10.1038/s41598-017-17894-x https://doi.org/10.1038/s41598-017-17433-8 https://doi.org/10.1038/s41598-017-17945-3 https://doi.org/10.1038/s41598-017-18244-7 [DOI:10.1038/srep43625]
27. [27] F. Vanden Bussche, A.M. Kaczmarek, J. Schmidt, C.V. Stevens, P. Van Der Voort, Lanthanide grafted phenanthroline-polymer for physiological temperature range sensing, J. Mater. Chem. 35, 10972-10980, 2029. [DOI:10.1039/C9TC02328C]
28. [28] S. Wang, J. Jiang, Y. Lu, J. Liu, X. Han, D. Zhao, G. Li, Ratiometric fluorescence temperature sensing based on single- and dual-lanthanide metal-organic frameworks, J. Lumin. 226, 117418-1147425, 2020. [DOI:10.1016/j.jlumin.2020.117418]
29. [29] T. Chuasaard, A. Ngamjarurojana, S. Surinwong, T. Konno, S. Bureekaew, A. Rujiwatra, Lanthanide coordination polymers of mixed phthalate/adipate for ratiometric temperature sensing in the upper-intermediate temperature range, Inorg. Chem. 5, 2620-2630, 2018. [DOI:10.1021/acs.inorgchem.7b03016] [PMID]
30. [30] Getu, Mesfin, et al. "Techno-economic analysis of potential natural gas liquid (NGL) recovery processes under variations of feed compositions." Chemical Engineering Research and Design 91.7: 1272-1283, 2013. [DOI:10.1016/j.cherd.2013.01.015]
31. [31] https://www.investopedia.com/terms/n/natural-gas-liquids.asp
32. [32] Wilhelm, Stefan. "Perspectives for upconverting nanoparticles." ACS nano 11.11: 10644-10653, 2017. [DOI:10.1021/acsnano.7b07120] [PMID]
33. [33] Aggarwal, V., and S. Singh. "Improve NGL recovery." Hydrocarbon Processing 80.5: 41-41, 2001.
34. [34] Li, Hao, et al. "Multi-Mode Lanthanide-Doped Ratiometric Luminescent Nanothermometer for Near-Infrared Imaging within Biological Windows." Nanomaterials 13.1: 219, 2023. [DOI:10.3390/nano13010219] [PMID] []
35. [35] CARLOS, Luís Dias; PALACIO, Fernando (ed.). Thermometry at the nanoscale: Techniques and selected applications. Royal Society of Chemistry, 2015. [DOI:10.1039/9781782622031]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.