一种荧光测温材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种荧光测温材料及其制备方法和应用，属于荧光温度传感技术领域。本发明专利技术提供的荧光测温材料，其化学组成为Na1‑

【技术实现步骤摘要】
一种荧光测温材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于荧光温度传感
，具体涉及一种荧光测温材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]温度测量与我们的日常生活密切相关，它在医学、化学、军事技术和生活生产中都起着至关重要的作用。在科学技术与医疗防护快速发展的今天，人们对测温仪器的准确度和其能够适用的范围提出了更高的要求，但是玻璃温度计、热电偶、热敏电阻等传统的接触式温度计难以满足新要求。
[0003]荧光温度传感技术由于其响应速度快、空间分辨率高以及非接触式等特点，被认为是一种具有发展前景的光学测温技术。其中利用发光材料两个发射峰强度随温度变化的规律实现温度探测的荧光强度比(FIR)测温技术，不受周围环境的影响，对温度探测环境的要求较低，又具备响应速度快、高空间分辨率、自校准以及高灵敏度等优点，应用前景更广阔。
[0004]多数已报道的FIR荧光温度计都是利用Er
3+
、Tm
3+
和Ho
3+
等镧系离子两个热耦合能级的荧光强度比来进行测温的。这类离子的热耦合能级的能隙较小，不利于光信号的甄别，也限制了测温灵敏度的进一步提高。因此，制备有较好的光信号甄别度，灵敏度更高的荧光测温材料是目前需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种荧光测温材料及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案进行实现的：
[0007]本专利技术提供一种荧光测温材料，其化学组成为Na1‑
x
Sr
x
TaO3:yPr
3+
，其中x＝0.1～0.2，y＝0.4％～0.6％。
[0008]本专利技术将Pr
3+
离子掺入正交相钙钛矿Na1‑
x
Sr
x
TaO3(x＝0.1～0.2)固溶体中，Pr
3+
离子的3P0和1D2能级之间的能级差在3500cm
‑1左右，它们的发射峰位置分别位于蓝光波段(3P0→3H4)和红光波段(1D2→3H4)，具有较好的光信号甄别度。本专利技术将Pr
3+
离子掺入正交相钙钛矿中，制得的荧光测温材料具有超高的测温灵敏度。
[0009]作为本专利技术所述荧光测温材料的优选实施方式，所述x＝0.15，y＝0.5％。
[0010]本专利技术的又一目的在于提供所述荧光测温材料的制备方法，包括以下步骤：按所述化学组成称取原料，混均，加入溶剂，研磨，预烧，再次研磨，煅烧，即得。
[0011]作为本专利技术所述荧光测温材料的制备方法的优选实施方式，所述原料包括Na2CO3、SrCO3、Ta2O5、Pr6O
11
。
[0012]作为本专利技术所述荧光测温材料的制备方法的优选实施方式，所述溶剂为无水乙醇，所述研磨的时间为20min～40min；优选地，所述研磨的时间为30min。
[0013]作为本专利技术所述荧光测温材料的制备方法的优选实施方式，所述预烧的温度为300℃～500℃，时间为1h～3h；优选地，所述预烧的温度为400℃，时间为2h。
[0014]作为本专利技术所述荧光测温材料的制备方法的优选实施方式，所述再次研磨的时间为10min～20min；优选地，所述再次研磨的时间为15min。
[0015]作为本专利技术所述荧光测温材料的制备方法的优选实施方式，所述煅烧的温度为900℃～1050℃，时间为6h～10h；优选地，所述煅烧的时间为8h。
[0016]本专利技术的再一目的在于提供所述荧光测温材料及其制备方法在温度传感中的应用。
[0017]作为本专利技术所述荧光测温材料的应用的优选实施方式，使用290nm紫外光激发所述荧光测温材料，测量该材料492nm处发射峰强度和610nm处发射峰强度的比值，即为标定温度。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019](1)本专利技术的荧光测温材料在290nm紫外光激发下产生位于492nm、610nm的发射峰，对应Pr
3+
的3P0→3H4和1D2→3H4辐射跃迁。在303K
‑
483K范围内，材料的荧光强度比(1D2→3H4/3P0→3H4)与温度具有指数函数关系，可用于标定温度，且这两个发射峰一个位于蓝光波段(492nm)，一个位于红光波段(610nm)，具备优异的信号甄别度。
[0020](2)本专利技术的荧光测温材料的颗粒尺寸小于1μm，具有较好的空间分辨率，且CIE坐标随温度变化显著，具有超高灵敏度和信号分辨力，在光学测温领域具有巨大的应用潜力。
附图说明
[0021]图1为实施例1
‑
3荧光测温材料的XRD图；
[0022]图2为实施例1
‑
3荧光测温材料的常温发射光谱(λ
ex
＝290nm)；
[0023]图3为实施例1荧光测温材料的SEM图；
[0024]图4为实施例1荧光测温材料的变温光谱(303K
‑
483K)，激发波长为290nm；
[0025]图5(a)为实施例1荧光测温材料位于492nm(蓝色)处发射峰的强度(303K
‑
483K)，(b)为实施例1荧光测温材料位于610nm(红色)处发射峰的强度(303K
‑
483K)；
[0026]图6为实施例1荧光测温材料的荧光强度比(1D2→3H4/3P0→3H4)的拟合图；
[0027]图7为实施例1荧光测温材料在303K
‑
483K范围内的CIE色坐标；
[0028]图8为实施例1荧光测温材料的绝对灵敏度S
a
和相对灵敏度S
r
曲线；
[0029]图9为实施例2荧光测温材料的变温光谱(303K
‑
483K)，激发波长为290nm；
[0030]图10为实施例3荧光测温材料的变温光谱(303K
‑
483K)，激发波长为290nm；
[0031]图11(a)为对比例1荧光测温材料的XRD图，(b)为对比例1荧光测温材料的常温发射光谱(λ
ex
＝290nm)；
[0032]图12为对比例1荧光测温材料的变温光谱(303K
‑
483K)，激发波长为290nm；
[0033]图13(a)为对比例2荧光测温材料的XRD图，(b)为对比例2荧光测温材料的常温发射光谱(λ
ex
＝290nm)；
[0034]图14为对比例2荧光测温材料的变温光谱(303K
‑
483K)，激发波长为290nm。
具体实施方式
[0035]为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光测温材料，其特征在于，其化学组成为Na1‑
x
Sr
x
TaO3:yPr
3+
，其中x＝0.1～0.2，y＝0.4％～0.6％。2.根据权利要求1所述的荧光测温材料，其特征在于，所述x＝0.15，y＝0.5％。3.权利要求1或2所述荧光测温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按所述化学组成称取原料，混均，加入溶剂，研磨，预烧，再次研磨，煅烧，即得。4.根据权利要求3所述的荧光测温材料的制备方法，其特征在于，所述原料包括Na2CO3、SrCO3、Ta2O5、Pr6O
11
。5.根据权利要求3所述的荧光测温材料的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高妍，崔燕，宋济安，孟智超，胡桃，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：