一种Cr制造技术

本发明专利技术属于发光材料技术领域，公开了一种Cr

【技术实现步骤摘要】
一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]宽带近红外光源(600
‑
1000nm)在夜视，无损检测，智能识别、食品质量分析以及生物医学诊断等方面具有重要的应用前景。目前，传统的近红外(NIR)辐射源主要包括传统的白炽灯和卤素灯，但因其具有响应时间长，体积笨重、效率低等不可弥补的缺陷，限制了其实际应用。与传统的NIR辐射源相比，将NIR宽带荧光粉与商用蓝光LED芯片相结合的NIRpc
‑
LED因波长可调、高效、耐用、紧凑等突出优势受到人们的广泛关注。
[0003]其中，过渡金属Cr
3+
是目前报道最为理想的宽带近红外发射用激活离子，原因在于其在蓝、橙、红光谱区具有较宽的吸收带，蓝光吸收带与商用蓝光芯片匹配良好，且其发射波长具有很强的可调变性，有望实现宽带NIR发射。
[0004]值得注意的是，温度是影响材料发光性能的一个重要参数。在较高的温度下，由于非辐射跃迁的增强，发光材料的发光强度通常会降低；而LED器件在工作状态下通常都会积累很多热量，导致其工作温度接近甚至超过150℃，因此发光材料的荧光热稳定性很大程度上决定了其应用价值。
[0005]为此，能够提供一种具有与蓝光LED芯片相匹配且光效高、热稳定性好的近红外荧光粉是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉及其制备方法与应用，本专利技术以正三价过渡金属铬离子为发光中心，通过正三价铬离子对基质中正三价钪离子格位的取代，实现化学式组成为Rb2NaSc1‑
x
F6:xCr
3+
的发光材料，在紫外区、蓝光区的吸收和在近红外光区的发射，且Cr
3+
的掺杂不会改变基质材料的晶格结构。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉，包括掺杂离子和基质材料；其中，所述掺杂离子为Cr
3+
离子，所述基质材料为Rb2NaScF6；
[0009]所述掺杂离子掺杂在基质材料中任意取代晶体中的Sc位置。
[0010]氟化物基质材料是一类优良的发光主体，具有晶体结构稳定、熔点高、能带隙宽、结构形态特征多样等特点；Cr
3+
离子具有独特的3d3外层电子构型，是理想的NIR发光中心，通过选择合适的基质材料调节晶体场强度可产生4T2→4A2跃迁的宽带近红外发射；因此，本专利技术以正三价过渡金属Cr
3+
为发光中心，以六氟钪酸盐Rb2NaScF6为基质，制得了一种无毒、化学性质稳定且高热稳定性(I
150℃
＝92％)的发光材料，其化学组成为Rb2NaSc1‑
x
F6:xCr
3+
；其中，基质材料的阴离子为氟离子，晶格结构为立方双钙钛矿型，由[NaF6]和[ScF6]双八面
体交替排列组成，铷离子则处于四个[NaF6]和[ScF6]八面体的中心，形成一个三维网络结构。
[0011]优选的，所述近红外发光材料的化学通式为Rb2NaSc1‑
x
F6:xCr
3+
；
[0012]其中，x为Cr
3+
离子相对于Sc
3+
离子所占的摩尔百分比系数，且0<x≤0.07。
[0013]优选的，所述近红外发光材料蓝光激发下，可产生波长在600
‑
1000nm范围内的宽带近红外发射。
[0014]上述所述一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉的制备方法，包括以下具体步骤：
[0015]将氧化钪、碳酸铷、氟化钠和六氟铬酸铵依次加入到氢氟酸溶液中，反应得沉淀，将所述沉淀洗涤干燥后即为一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉。
[0016]优选的，所述氧化钪搅拌40
‑
60min后再加所述碳酸铷；其中，所述搅拌反应为磁力搅拌。
[0017]优选的，所述碳酸铷加入后会放出大量的热，需将溶液冷却至室温后再加所述氟化钠。
[0018]优选的，所述氢氟酸溶液的浓度为40
‑
49wt％。
[0019]优选的，所述反应为常温下搅拌反应8
‑
10h。
[0020]优选的，所述洗涤采用无水乙醇，洗涤的次数为4次；所述干燥的温度为60
‑
80℃，干燥时长为4
‑
8h。
[0021]根据上述所述的近红外发光材料或上述所述的制备方法制备的近红外发光材料在蓝光LED芯片中应用。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023]1)本专利技术近红外荧光粉在438nm蓝光激发下产生宽带近红外发射峰，发射峰位于600
‑
900nm波长范围内，半峰宽111nm，且最强发射峰位于775nm处；
[0024]2)本专利技术近红外荧光粉具有优异发光特性，高热淬灭温度(I
150℃
＝92％)，热稳定性远高于大多数现有技术报道，满足与高功率pc
‑
LED器件联用的实际需求，对基础研究和实际应用具有重要指导意义。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0026]图1为实施例1
‑
5制备的近红外荧光粉Rb2NaSc1‑
x
F6:xCr
3+
(x＝0.005、0.01、0.03、0.05、0.07)的XRD衍射图；
[0027]图2为实施例2制备的近红外荧光粉Rb2NaSc
0.99
F6:0.01Cr
3+
的扫描电镜(SEM)图；
[0028]图3为实施例5制备的近红外荧光粉Rb2NaSc
0.93
F6:0.07Cr
3+
在室温下的激发光谱和发射光谱图；
[0029]图4为实施例3制备的近红外荧光粉Rb2NaSc
0.97
F6:0.03Cr
3+
在25
‑
200℃范围内的变温光谱图；
[0030]图5为实施例1制备的近红外荧光粉Rb2NaSc
0.995
F6:0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉，其特征在于，包括掺杂离子和基质材料；其中，所述掺杂离子为Cr
3+
离子，所述基质材料为Rb2NaScF6；所述掺杂离子掺杂在基质材料中任意取代晶体中的Sc位置。2.根据权利要求1所述的一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉，其特征在于，所述近红外发光材料的化学通式为Rb2NaSc1‑
x
F6:xCr
3+
；其中，x为Cr
3+
离子相对于Sc
3+
离子所占的摩尔百分比系数，且0<x≤0.07。3.根据权利要求1所述的一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉，其特征在于，所述近红外发光材料蓝光激发下，可产生波长在600
‑
1000nm范围内的宽带近红外发射。4.一种Cr
3+
掺杂的六氟钪酸盐近红外荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)称取原材料：按重量份计，氧化钪30
‑
35份、碳酸铷100
‑
120份、氟化钠20
‑
25份和六氟铬酸铵1
‑
7份，备用；(2)将氧化钪、碳酸铷、氟化钠和六氟铬酸铵依次加入到氢氟酸溶液中，反应8
‑
10h后得沉淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，褚玲香，万婧，汪正良，唐怀军，
申请(专利权)人：云南民族大学，
类型：发明
国别省市：