一种Sm制造技术

本发明专利技术提供了一种Sm

【技术实现步骤摘要】
一种Sm
2+
激活的宽带近红外发光材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于无机发光材料
，尤其涉及一种具有新型激活中心的宽带近红外发光材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近些年来，由于无机发光材料具有良好的光谱易调节和制备工艺简单的优点被广泛应用于LED等领域。近红外发光材料(发射波长大于650nm)近年来由于其在促进植物照明、食品快速检测、生物成像等方面具有潜在应用价值而备受关注[非专利文献1]。对于植物生长来说，730nm左右的近红外可以被植物的光敏色素(PFR)所吸收，促进植物的生长。此外，近红外光近年来在医学成像等方面也表现出巨大的应用潜力，利用人手掌血管对于780nm左右的近红外光具有不同的投射率，使用近红外相机能够很好的显示出人手掌血管的大致分布，从而表现出了强有力的竞争力[非专利文献2，3]。所以开发高效稳定的新型近红外发光材料具有重要意义。
[0003]想要得到发射波峰大于650nm的近红外发光材料，从发光原理上来讲激活中心一般可以选择Eu
2+
，Cr
3+
和Mn
4+
等。比如非专利文献4报道的Eu
2+
激活的SrY2S4材料，在465nm蓝光照射储能之后，可以发出峰值在640nm的深红光发射特性；再如非专利文献5中报道的Cr
3+
在Mg2GeO4基质中通过减弱晶体场强度将发射峰值从940nm调节到1100nm。与Cr
3+
的发光机理相似，Mn
4+
在进入六配位的八面体晶格占位时，也容易表现出深红色和近红外发光，如在Na2SiF6:Mn
4+
和Ca
14
Al
10
Zn6O
35
基质中都观察到了Mn
4+
占据六配位八面体晶格产生的近红外发光[非专利文献6，7]。但近红外发光材料存在的激活中心种类缺乏问题仍很突出，因此开发出新的近红外激活中心对于近红外发光材料的发展也很重要。而目前以Sm
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作为激活中心的近红外发光材料的相关专利文献很少有报道，仅有一些主要表现出线状发射的氧化物荧光粉(如专利文献1为线状发射)，发射波长不够长[非专利文献8]。此外，常见的近红外荧光粉大多以氧化物、硫化物和氟化物作为基质，基质结构普遍存在相对不够稳定的问题，这制约着近红外荧光粉的发展。而以结构稳定的氮氧化物作为基质的近红外荧光粉更是少见报道。虽有专利文献1所报道的氮氧化物发光材料观察到了Sm
2+
的长波长发射。但需要注意的是，该材料的发射波长峰值为682nm，源自Sm
2+
的f
‑
f跃迁。众所周知，稀土离子的f
‑
f跃迁发光效率较低，若能通过调整Sm
2+
的微环境，使其5d跃迁回基态的发射概率大于4f激发态能级跃迁回基态的概率，从而实现Sm
2+
的以d
‑
f跃迁为主的发射，不仅有望大幅提高材料的发光效率，还能对其发光波长进行调控，这对于Sm
2+
激活的宽带发射近红外发光材料的应用发展具有重要意义。
[0004]非专利文献1：R.J.Xie.Light
‑
Emitting Diodes:Brighter NIR
‑
emitting Phosphor Making Light Sources Smarter.Light Sci Appl.2020,9:155.
[0005]非专利文献2：S.J.Dhoble,R.Priya,N.S.Dhoble,O.P.Pandey.Short review on recent progress in Mn
4+
‑
activated oxide phosphors for indoor plant light
‑
emitting diodes.Luminescence.2021,36(3),560
‑
575.
[0006]非专利文献3：L.L.Zhang,D.D.Wang,Z.D.Hao,X.Zhang,G.H.Pan,H.J.Wu,J.H.Zhang.Cr
3+
‑
doped broadband NIR garnet phosphor with enhanced luminescence and its application in NIR spectroscopy.Adv.Opt.Mater.2019,7(12),1900185.
[0007]非专利文献4：J.Mckittrick,L.E.Shea
‑
Rohwer.Review:Down Conversion Materials for Solid
‑
State Lighting.J.Am.Ceram.Soc.,2014,97(5):1327
‑
1352.
[0008]非专利文献5：H.Cai,S.Q.Liu,Z.Song,Q.L.Liu.Tuning Luminescence from NIR
‑
I to NIR
‑
II in Cr
3+
‑
Doped Olivine Phosphors for Nondestructive Analysis.J.Mater.Chem.C.2021,9(16),5469
‑
5477.
[0009]非专利文献6：M.G.Brik,A.M.Srivastava.On the optical properties of the Mn
4+
ion in solids.J.Lumin.,2013,133:69
‑
72.
[0010]非专利文献7：W.L
ü
,W.Lv,Q.Zhao,M.Jiao,B.Shao,H.You.A Novel Efficient Mn
4+
Activated Ca
14
Al
10
Zn6O
35 Phosphor:Application in Red
‑
Emitting and White LEDs.Inorg.Chem.,2014,53(22):11985
‑
11990.
[0011]非专利文献8：T.Zheng,M.Runowski,P.S.Lis,V.Lavin.Huge Enhancement of Sm
2+
Emission via Eu
2+
Energy Transfer in a SrB4O
7 Pressure Sensor.J.Mater.Chem.C,2020,8(1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，如式(I)所示：M1‑
x
‑
y
Al3‑
z
Si
3+z
O4‑
z
N5‑
z
:Sm
x
,Ln
y
(I)；其中，M是Mg、Ca、Sr、Ba中的一种或多种元素，至少包含Sr、Ba中的一种元素；Ln是Bi、Yb、Eu、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Pr中的一种或多种元素。2.根据权利要求1所述的近红外发光材料，其特征在于，所述0.001≤x≤0.2，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1。3.一种如权利要求1或2所述近红外发光材料的制备方法，其特征在于，包括：通过将M前驱体、Sm前驱体、Ln前驱体、Al前驱体、与Si前驱体混合，进行高温固相反应，得到近红外发光材料；或者先合成Sm、Ln掺杂的含M的硅酸盐，再将其按一定比例与Al前驱体和Si前驱体混合后再进行高温固相反应，得到近红外发光材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述M前驱体、Sm前驱体、Ln前驱体、Al前驱体、Si前驱体的纯度都不低于99.5％。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤具体为：将M前驱体、Sm前驱体、Ln前驱体、Al前驱体、与Si前驱体按一定比例混合后在还原气氛下进行高温反应，在所得最终产物冷却至室温后...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕营，李云凯，刘宇，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：