一种固溶体型近红外长余辉发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固溶体型近红外长余辉发光材料，其具有如下的化学表达式：[(1

【技术实现步骤摘要】
一种固溶体型近红外长余辉发光材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于发光材料领域，具体涉及一种固溶体型近红外长余辉发光材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]长余辉发光材料又被称为蓄光型发光材料，本质上属于光致发光材料的一种，它能够储存外界光辐射能量（如紫外光和可见光等），并在室温下将其所储存的能量以可见光的形式缓慢地释放出来。近年来，长余辉发光材料在生物成像、光信息存储、标记物示踪等方面取得蓬勃发展。目前长余辉发光材料主要集中在可见光部分，例如绿色SrAl2O4:Eu
2+
,Dy
3+
，蓝色CaAl2O4:Eu
2+
,Nd
3+
，橙色Sr3SiO5:Eu
2+
,Nd
5+
，红色Y2O2S:Eu
3+
,Mg
2+
,Ti
4+
等，然而近红外波段的长余辉发光材料相对匮乏。
[0003]从相对视敏函数可知，人眼对不同波长的光敏感程度不同，尤其在700nm光以后，肉眼对光谱的敏感程度急剧降低。相比较于可见长余辉发光材料，近红外长余辉发光材料在标记物示踪、医学成像、生物分析、肿瘤诊疗、红外夜视、定位、国防、军事等方面表现出不可替代的作用。因此，开发新型性能优异的近红外长余辉发光材料十分必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述现有技术存在的不足，提供一种固溶体型近红外长余辉发光材料及其制备方法，其为一种Cr
3+
>激活的近红外超长余辉发光材料，且该材料具有比ZnGa2O4:Cr
3+
更优异的长余辉发光性能。
[0005]具体技术方案如下：本专利技术的目的之一是提供一种固溶体型近红外长余辉发光材料，其具有如下的化学表达式：[(1
‑
n)Zn1‑
y
Ga2‑
a
‑
x
M
a
O4‑
nLiGa5O8]:xCr
3+
,yR；式中：M为Al、In、Si、Ge、Sn、Sb或Zr；R为Sc
3+
、Y
3+
、La
3+
、Ce
3+
、Pr
3+
、Nd
3+
、Sm
3+
、Gd
3+
、Tb
3+
、Dy
3+
、Ho
3+
、Er
3+
、Tm
3+
、Yb
3+
或Lu
3+
；式中：x、y、a、n为摩尔系数，0.00005≤x≤0.30，0≤y≤0.20，0<n≤1.0，0≤a≤1.0。
[0006]进一步，上述式中：0.001≤x≤0.20，0≤y≤0.05，0<n≤1.0，0≤a≤0.5。
[0007]再进一步，上述式中：0.005≤x≤0.10，0≤y≤0.02，0.005≤n≤0.75，0≤a≤0.3。
[0008]再进一步优选，所述的固溶体型近红外长余辉发光材料为如下化学式中的一种或两种以上：[0.9ZnGa
1.99
O4‑
0.1LiGa5O8]:0.01Cr
3+
；[0.25ZnGa
1.9
O4‑
0.75LiGa5O8]:0.1Cr
3+
；[0.5ZnGa
1.92
O4‑
0.5LiGa5O8]:0.08Cr
3+
；[0.85Zn
0.99
Ga
1.99
O4‑
0.15LiGa5O8]:0.01Cr
3+
,0.01La
3+
；[0.9ZnGa
1.79
Al
0.2
O4‑
0.1LiGa5O8]:0.01Cr
3+
；
[0.9ZnGa
1.69
Ge
0.3
O4‑
0.1LiGa5O8]:0.01Cr
3+
；[0.9Zn
0.98
Ga
1.79
Ge
0.2
O4‑
0.1LiGa5O8]:0.01Cr
3+
,0.02Gd
3+
。
[0009]本专利技术的目的之二是提供一种上述固溶体型近红外长余辉发光材料的制备方法，其包括如下步骤：（1）按相应的化学表达式的组成与比例称取各含相应元素的化合物，研磨并混合均匀；所述的化合物为相应元素的碳酸盐、氧化物、碱式碳酸盐、草酸盐、硝酸盐、醋酸盐的中一种或两种以上；（2）在空气中，1000~1400℃下烧结2~20小时，将样品取出研磨，即得固溶体型近红外长余辉发光材料。
[0010]具体地，步骤（1）中：将含Zn的化合物、含Ga的化合物、含M的化合物、含Li的化合物、含Cr的化合物和含R的化合物混合、研磨，得到混合物。
[0011]进一步，步骤（1）中：含Zn的化合物优选为锌的氧化物、碳酸盐或碱式碳酸盐。
[0012]进一步，步骤（1）中：含Li的化合物优选为锂的碳酸盐或氧化物。
[0013]进一步，步骤（1）中：含M的化合物优选为含M的氧化物或硝酸盐。
[0014]进一步，步骤（1）中：含Ga的化合物优选为镓的氧化物或硝酸盐。
[0015]进一步，步骤（1）中：含Cr的化合物优选为铬的氧化物或硝酸盐。
[0016]进一步，步骤（1）中：含R的化合物优选为含R的氧化物、硝酸盐或碳酸盐。
[0017]更进一步，步骤（1）中：所述的化合物优选为相应元素的氧化物。
[0018]进一步，步骤（2）中：烧结时间优选为2~10小时。
[0019]本专利技术的目的之三是提供另一种上述固溶体型近红外长余辉发光材料的制备方法，其包括如下步骤：（1）将含相应元素的化合物溶于水或硝酸溶液，并按相应的化学表达式的组成与比例混合；（2）向步骤（1）获得的混合液中加入一水合柠檬酸，并混合均匀；（3）向步骤（2）获得的混合液中滴加氨水，调节pH值至7~8；（4）对步骤（3）获得的混合液进行蒸发、干燥，使其变成凝胶；（5）将步骤（4）获得的凝胶在400~500℃下煅烧1~2小时；（6）将步骤（5）获得的产物研磨后在800~850℃下煅烧1~5小时。
[0020]进一步，步骤（1）中：所述的化合物为相应元素的硝酸盐或/和氧化物。
[0021]进一步，步骤（1）中：所述的水优选为超纯水。
[0022]进一步，步骤（2）中：所述的一水合柠檬酸的用量优选为金属离子摩尔数的1~1.5倍。
[0023]进一步，步骤（4）中：先将混合液高温下加热蒸发，待大部分液体蒸发，呈溶胶态时，再进行干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固溶体型近红外长余辉发光材料，其特征在于，具有如下的化学表达式：[(1
‑
n)Zn1‑
y
Ga2‑
a
‑
x
M
a
O4‑
nLiGa5O8]:xCr
3+
,yR；式中：M为Al、In、Si、Ge、Sn、Sb或Zr；R为Sc
3+
、Y
3+
、La
3+
、Ce
3+
、Pr
3+
、Nd
3+
、Sm
3+
、Gd
3+
、Tb
3+
、Dy
3+
、Ho
3+
、Er
3+
、Tm
3+
、Yb
3+
或Lu
3+
；式中：x、y、a、n为摩尔系数，0.00005≤x≤0.30，0≤y≤0.20，0<n≤1.0，0≤a≤1.0。2.根据权利要求1所述的固溶体型近红外长余辉发光材料，其特征在于，式中：0.001≤x≤0.20，0≤y≤0.05，0<n≤1.0，0≤a≤0.5。3.根据权利要求2所述的固溶体型近红外长余辉发光材料，其特征在于，式中：0.005≤x≤0.10，0≤y≤0.02，0.005≤n≤0.75，0≤a≤0.3。4.根据权利要求3所述的固溶体型近红外长余辉发光材料，其特征在于，为如下化学式中的一种或两种以上：[0.9ZnGa
1.99
O4‑
0.1LiGa5O8]:0.01Cr
3+
；[0.25ZnGa
1.9
O4‑
0.75LiGa5O8]:0.1Cr
3+
；[0.5ZnGa
1.92
O4‑
0.5LiGa5O8]:0.08Cr
3+
；[0.85Zn
0.99
Ga
1.99
O4‑
0.15LiGa5O8]:0.01Cr
3+
,0.01La
3+
；[...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪武，孙文芝，赵婷婷，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：