一种近红外发光材料及其制备方法技术

一种近红外发光材料及其制备方法，涉发光材料。近红外发光材料的化学通式为：La2Hf2‑x‑yGaxCryO7‑0.5x‑0.5y。制备时，将La前驱体、Hf前驱体、Ga前驱体与Cr前驱体混合，进行高温固相反应，得近红外发光材料。该近红外发光材料以Cr

A Near Infrared Luminescent Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种近红外发光材料及其制备方法
本专利技术涉发光材料，尤其是涉及一种近红外发光材料及其制备方法。
技术介绍
首先，近红外分析技术是分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目。与传统分析技术相比，近红外光谱分析技术具有诸多优点，它能在几分钟内，仅通过对被测样品完成一次近红外光谱的采集测量，即可完成其多项性能指标的测定。光谱测量时不需要对分析样品进行前处理；分析过程中不消耗其它材料或破坏样品；分析重现性好、成本低。其次，近红外分析技术实现的前提是适宜的近红外光谱光源，且光源的近红外范围内的光谱越宽，效能越好。传统的近红外光源，如氙灯，体积大，发热量高，使用寿命短。近红外LED芯片，具有结构坚固，体积小巧，节能等优点，在一定程度上克服了氙灯的缺点，但LED的光谱范围较窄，需要多颗不同发光波段的芯片拼合才能获得较宽的光谱，但不同类型的芯片老化速率不同，这导致全芯片的近红外LED光源光谱的稳定性较差。而基于蓝光芯片激发近红外发光材料的近红外LED光源，近红外光谱全部来源于发光材料本身的发光，只要保证发光材料的性能足够稳定，光谱足够宽，则制造令人满意的近红外光源就会成为可能。再次，同样是三价元素，Eu3+和Cr3+却表现出完全不同的发光性质。一般而言，Eu3+的发光较少受到晶体场的影响，在不同的材料体系中，Eu3+通常表现出半高宽非常窄的线状发射光谱，发射峰大致会出现在595nm或/和611nm等位置附近。比如在Y2O2S:Eu3+(1、JinyongKuang，YingliangLiu，DingshengYuan，PreparationandCharacterizationofY2O2S:Eu3+PhosphorviaOne-StepSolvothermalProcess，Electrochem.Solid-StateLett.，2005，8(9):H72-H74)、SrY2O4:Eu3+(2、VikasDubey，JagjeetKaur，Sadhana，Agrawal，etal，SynthesisandcharacterizationofEu3+dopedSrY2O4phosphor，Optik，2013，124(22):5585-5587)、LaAlO3:Eu3+(3、P.J.Dereń，J.C.Krupa，SpectroscopicinvestigationsofLaAlO3:Eu3+，JournalofLuminescence，2003，102-103:386-390)。而Cr3+的发光受晶体场及其他因素影响极大，因此表现出完全不同于Eu3+的发光性质。在某些材料体系中，如Al2O3:Cr3+(4、GeetaRani，P.D.Sahare，StructuralandphotoluminescentpropertiesofAl2O3:Cr3+nanoparticlesviasolutioncombustionsynthesismethod，AdvancedPowderTechnology，2014，25:767-772)，其发射光谱非常窄(半高宽只有几纳米)；但是在另外的某些材料体系中，如La3GaGe5O16:Cr3+(5、ShaoanZhang，YihuaHu，LiChen，etal，La3GaGe5O16:Cr3+phosphor:thenear-infraredpersistentluminescence，Opticalmaterialsexpress，2016，6(4):1247)，Cr3+又会表现出超宽的发射光谱。因此Cr3+的发光显然是不可预测的，除了其发光峰的位置不可预测，发射光谱是宽还是窄，更是难以预测。最后，对一特定材料，如果发生了不等价取代，通常会在材料内部造成缺陷。比如对于Sr3SiO5，如果使用Ce3+取代Sr2+，由于两者的电荷不等价，显然会造成电荷不平衡，即在材料内部产生缺陷。此时可以通过添加电荷补偿剂Li+平衡Ce3+取代Sr2+导致的电荷不平衡，以便减少材料内部的缺陷，进而增强材料的发光性能(6、HoSeongJang，DukYoungJeon，Yellow-emittingSr3SiO5:Ce3+，Li+phosphorforwhite-light-emittingdiodesandyellowlightemittingdiodes，Appl.Phys.Lett.2007，90，04190)。反之，如果没有采取电荷平衡措施，而是继续进行其他的非等价取代，显然此时材料的发光性能一定会下降。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供以Cr3+为激活剂，合成温度相对较低，能被蓝光激发而发射近红外光，可应用于近红外光LED器件的一种近红外发光材料。本专利技术的第二目的在于提供一种近红外发光材料的制备方法。所述近红外发光材料的化学通式为：La2Hf2-x-yGaxCryO7-0.5x-0.5y其中，0＜x＜0.2，0＜y＜0.2；优选x为0.02，y为0.02。所述近红外发光材料的制备方法的具体步骤如下：将La前驱体、Hf前驱体、Ga前驱体与Cr前驱体混合，进行高温固相反应，得近红外发光材料。所述La前驱体可选自La的碳酸盐、La的氧化物、La的草酸盐、La的硝酸盐等中的至少一种；所述Hf前驱体可为Hf的氧化物等；所述Ga前驱体可选自Ga的碳酸盐、Ga的氧化物、Ga的草酸盐、Ga的硝酸盐等中的至少一种；所述Cr前驱体可选自Cr的碳酸盐、Cr的氧化物、Cr的草酸盐、Cr的硝酸盐等中的至少一种；所述La前驱体、Hf前驱体、Ga前驱体、Cr前驱体中的La、Hf、Ga与Cr的摩尔比可为2︰(2-x-y)︰x︰y；其中，0＜x＜0.2，0＜y＜0.2；所述La前驱体、Hf前驱体、Ga前驱体与Cr前驱体的纯度均不低于99.5％；所述将La前驱体、Hf前驱体、Ga前驱体与Cr前驱体混合可采用压片后，在还原气氛中进行高温固相反应，即得近红外发光材料，所述还原气氛可为氨气或氮氢混合气体；所述高温固相反应的温度可为1350～1450℃，高温固相反应的时间可为4～10h。与现有技术相比，依据本专利技术制备的一种近红外发光材料具有全新的化学组成，其化学通式为：La2Hf2-x-yGaxCryO7-0.5x-0.5y，其中，0＜x＜0.2，0＜y＜0.2。该材料以Cr3+为激活剂，合成温度相对较低，能被蓝光激发而发射近红外光，从而使该发光材料应用于近红外光LED器件。附图说明图1为本专利技术对比例1中得到的发光材料的发射光谱图。图2为本专利技术对比例2中得到的发光材料的发射光谱图。图3为本专利技术实施例1中得到的近红外发光材料的发射光谱图。图4为本专利技术实施例2中得到的近红外发光材料的发射光谱图。图5为本专利技术实施例3中得到的近红外发光材料的发射光谱图。图6为本专利技术实施例4中得到的近红外发光材料的发射光谱图。具体实施方式以下实施例将结合附图对本专利技术作进一步的说明。所述近红外发光材料实施例的化学通式如下：La2Hf2-x-yGaxCryO7-0.5x-0.5y其中，0＜x＜0.2，0＜y＜0.2。在本专利技术一实施例中，该x优选为0.01，y优选为0.01；在本专利技术一实施例中，该x优选为0.02，y优选为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近红外发光材料，其特征在于其化学通式为：La2Hf2‑x‑yGaxCryO7‑0.5x‑0.5y其中，0＜x＜0.2，0＜y＜0.2。

【技术特征摘要】
1.一种近红外发光材料，其特征在于其化学通式为：La2Hf2-x-yGaxCryO7-0.5x-0.5y其中，0＜x＜0.2，0＜y＜0.2。2.如权利要求1所述一种近红外发光材料，其特征在于所述x为0.02，y为0.02。3.如权利要求1所述近红外发光材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：将La前驱体、Hf前驱体、Ga前驱体与Cr前驱体混合，进行高温固相反应，得近红外发光材料。4.如权利要求3所述近红外发光材料的制备方法，其特征在于所述La前驱体选自La的碳酸盐、La的氧化物、La的草酸盐、La的硝酸盐中的至少一种；所述Hf前驱体为Hf的氧化物；所述Ga前驱体选自Ga的碳酸盐、Ga的氧化物、Ga的草酸盐、Ga的硝酸盐中的至少一种；所述Cr前驱体选自Cr的碳酸盐、Cr的氧化物、Cr的草酸盐、Cr的硝酸盐中的至少一种。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：解荣军，曾华涛，毛敏倩，周天亮，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35