一种近红外发光材料及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种近红外发光材料及其制备方法和应用，本申请的近红外发光材料的化学式为LaMg1‑

【技术实现步骤摘要】
一种近红外发光材料及其制备方法和应用


[0001]本申请属于发光材料制备
，具体涉及一种近红外发光材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近红外(NIR)光源已被广泛应用于食品安全、现代农业、夜视、光伏、生物成像等领域，其面临的技术瓶颈之一就是缺乏一种具有小型化、快速响应特点的宽带近红外光。将宽带近红外发光材料涂覆于高效蓝光LED芯片上，通过蓝光激发近红外发光材料实现宽带近红外发射，被认为是一种有效的解决方案。其优势在于结构成熟、价格便宜、谱带宽、效率高。过渡金属Cr
3+
离子可被蓝光有效激发，与蓝光LED芯片匹配良好，被认为是理想的近红外发射中心。但是，目前多数Cr
3+
掺杂近红外发光材料的发射光谱集中在NIR
‑
I区域(700～1000nm)，限制了在1000nm以上的应用需求。Ni
2+
在1000～1600nm具有很好的宽带近红外发射，然而Ni
2+
很难被蓝光有效激发，这一现象严重限制了其应用。因此，如何获得能被蓝光有效激发，或发射峰超过1000nm的宽带近红外发光材料是当前重要的挑战。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于克服现有技术的不足，提供一种近红外发光材料及其制备方法和应用，以解决现有Ni
2+
掺杂的近红外发光材料蓝光激发效率低的技术问题。
[0004]为了实现上述申请目的，第一方面，本申请提供了一种近红外发光材料，所述近红外发光材料的化学式为LaMg1‑
y
Ga
11
‑
x
O
19
:xCr
3+
,yNi
2+
，其中，0<x≤1、0<y≤0.3。
[0005]进一步地，所述近红外发光材料可被紫外和可见光激发，发射范围在650
‑
1600nm。
[0006]第二方面，本申请提供了一种近红外发光材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]配制含La2O3、MgO、Ga2O3、Cr2O3、NiC4H6O4·
4H2O和H3BO3的混合物粉末；所述混合物粉末中La2O3、MgO、Ga2O3、Cr2O3、NiC4H6O4·
4H2O的摩尔比为1：(1
‑
y)：(11
‑
x)：x：y，其中，0<x≤1、0<y≤0.3；
[0008]将所述混合物粉末在1300
‑
1600℃下进行焙烧处理；
[0009]将所述焙烧处理后的产物冷却后获得所述近红外发光材料。
[0010]进一步地，所述混合物粉末中La2O3和H3BO3的比例为1mol：0.0370g。
[0011]进一步地，所述焙烧处理的时间为4
‑
6h。
[0012]进一步地，将所述混合物粉末以3
‑
10℃/min的升温速率升温至1300
‑
1600℃后进行所述焙烧处理。
[0013]进一步地，将所述焙烧处理后的产物以3
‑
10℃/min的降温速率冷却后获得所述近红外发光材料。
[0014]进一步地，所述混合物粉末的配制通过将La2O3、MgO、Ga2O3、Cr2O3、NiC4H6O4·
4H2O和H3BO3作为前驱体，加入研钵中混合并研磨后获得。
[0015]进一步地，所述研磨时间为5
‑
60min。
[0016]第三方面，本申请提供了一种近红外发光材料在LED器件中的应用。
[0017]与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：
[0018]本申请的一种近红外发光材料通过在含La2O3、MgO和Ga2O3的混合物体系中同时掺杂Cr、Ni成分，获得Cr
3+
、Ni
2+
共掺杂的近红外发光材料LaMg1‑
y
Ga
11
‑
x
O
19
:xCr
3+
,yNi
2+
，其中，0<x≤1、0<y≤0.3，Cr
3+
、Ni
2+
共掺杂极大地增强了Ni
2+
在430nm附近的吸收。与单掺杂Ni
2+
的近红外发光材料相比，Cr
3+
、Ni
2+
共掺杂的近红外发光材料在蓝光激发下的近红外发射增强了35倍，解决了现有Ni
2+
掺杂的近红外发光材料无法被蓝光有效激发的问题。
[0019]本申请的一种近红外发光材料的制备方法工艺简单，适合用于工业化大规模生产和应用，具有良好的推广价值。
[0020]本申请的一种近红外发光材料由于具有受蓝光激发效率高、发光性能良好、使用寿命长等特性，能够与成本低廉的蓝光LED复合制作成LED器件。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请实施例1～3制备得到的近红外发光材料的X射线衍射(XRD)图谱；
[0023]图2a为本申请实施例2制备得到的近红外发光材料的激发光谱，图2b为本申请实施例2制备得到的近红外发光材料的发射光谱；
[0024]图3为本申请实施例1～3制备得到的近红外发光材料的荧光光谱图，其中a为实施例1～3制备得到的近红外发光材料的激发光谱及实施例1制备得到的近红外发光材料的发射光谱，b为实施例2、3制备得到的近红外发光材料的发射光谱；
[0025]图4为本申请实施例3制备得到的近红外发光材料的变温发射光谱图；
[0026]图5为本申请应用例制备得到的pc
‑
LED在不同电流下的的电致发光光谱(a)及近红外输出功率和光电转换效率(b)图。
具体实施方式
[0027]为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0028]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0029]本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近红外发光材料，其特征在于，所述近红外发光材料的化学式为LaMg1‑
y
Ga
11
‑
x
O
19
:xCr
3+
,yNi
2+
，其中，0<x≤1、0<y≤0.3。2.如权利要求1所述的一种近红外发光材料，其特征在于，所述近红外发光材料可被紫外和可见光激发，发射范围在650
‑
1600nm。3.如权利要求1或2所述的一种近红外发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：配制含La2O3、MgO、Ga2O3、Cr2O3、NiC4H6O4·
4H2O和H3BO3的混合物粉末；所述混合物粉末中La2O3、MgO、Ga2O3、Cr2O3、NiC4H6O4·
4H2O的摩尔比为1：(1
‑
y)：(11
‑
x)：x：y，其中，0<x≤1、0<y≤0.3；将所述混合物粉末在1300
‑
1600℃下进行焙烧处理；将所述焙烧处理后的产物冷却后获得所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国岗，张倩倩，陈克强，刘冬杰，林君，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：