四价锰离子和铬离子共掺杂钪基氟化物宽带近红外发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种四价锰离子和铬离子共掺杂钪基氟化物宽带近红外发光材料及其制备方法，化学式为：K2LiSc1‑

【技术实现步骤摘要】
四价锰离子和铬离子共掺杂钪基氟化物宽带近红外发光材料及其制备方法

：
[0001]本专利技术涉及无机发光材料
，具体涉及一种四价锰离子和铬离子共掺杂钪基氟化物宽带近红外发光材料及其制备方法。

技术介绍
：
[0002]近红外(NIR)光谱检测技术由于具有简便、快捷、无损、分辨率高等优点，在生物成像、植物照明、食品检测、工业无损探测和夜视等领域得到了广泛的应用。与传统的近红外光源(如钨灯、卤素灯)相比，NIRpc
‑
LED具有节能、高效、体积小、环境友好、工作寿命长和发光可调等优点，因此近年来备受研究者关注，此外它还可以轻松集成到智能手机或可穿戴设备中，从而促进各种集成功能应用。
[0003]通常，宽带近红外发光可通过在合适的基质中掺杂Eu
2+
、Mn
2+
、Ni
2+
或Cr
3+
来实现，其中Cr
3+
激活的荧光粉由于其固有的宽带近红外发射和蓝光激发特性而受到越来越多的关注。然而，由于宇称禁阻的3d
‑
3d电子跃迁吸收率较低，导致此类Cr
3+
激活荧光粉的发光效率一般较低。

技术实现思路
：
[0004]本专利技术的目的是提供一种四价锰离子和铬离子共掺杂钪基氟化物宽带近红外发光材料及其制备方法，材料中Mn
4+
和Cr
3+
的吸收峰在400
‑
520纳米之间有明显的重叠，可同时被蓝光芯片激发；Mn/>4+
在633纳米左右有很强的窄带发光，可恰好被Cr
3+
位于520
‑
750纳米之间的吸收峰所吸收，从而达到提高Cr
3+
发光强度的目的。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
[0006]一种Mn
4+
掺杂红色发光材料，化学式为：K2LiSc1‑
x
Mn
x
F6，其中x＝0.0005～0.003。
[0007]优选为，x＝0.001～0.003，最优选为x＝0.001。
[0008]一种四价锰离子和铬离子共掺杂钪基氟化物宽带近红外发光材料，化学式为：K2LiSc1‑
x
‑
y
Mn
x
Cr
y
F6，其中x＝0.0005～0.003；0<y≤0.005。
[0009]优选为，x＝0.001～0.003，最优选为x＝0.001。
[0010]所述Mn
4+
掺杂红色发光材料的制备方法包括以下步骤：
[0011]室温下，按摩尔比(1
‑
x):x将K2LiScF6和K2MnF6加入到氢氟酸中搅拌，离心得到沉淀，并用无水乙醇洗涤，在75℃下干燥得到最终产物红色发光材料。
[0012]所述四价锰离子和铬离子共掺杂钪基氟化物宽带近红外发光材料的制备方法包括以下步骤：
[0013](1)室温下，将(NH)4ScF6、(NH)4CrF6、Li(OH)
·
H2O和KF按照摩尔比为(1
‑
y):y:1:(7
‑
10)加入到去离子水中，搅拌，然后将溶液转移到水热反应釜中，在200℃下保温10小时，自然冷却到室温，离心得到沉淀，用去离子水洗涤，用无水乙醇洗涤，在75℃下干燥3小时得K2LiSc1‑
y
Cr
y
F6宽带近红外发光材料；
[0014](2)室温下，将K2LiSc1‑
y
Cr
y
F6宽带近红外发光材料和K2MnF6加入到氢氟酸中搅拌20分钟，离心得到沉淀，并用无水乙醇洗涤，在75℃下干燥3小时得到K2LiSc1‑
x
‑
y
Mn
x
Cr
y
F6宽带近红外发光材料。
[0015]步骤(1)，KF过量的情况下才可得到纯的物相，且(NH)4ScF6、(NH)4CrF6、Li(OH)
·
H2O和KF按照(1
‑
y):y:1:10比例下，其发光强度最优。
[0016]步骤(2)，K2LiSc1‑
y
Cr
y
F6和K2MnF6摩尔比为(1
‑
x):x。
[0017]本专利技术的有益效果如下：本专利技术Mn
4+
和Cr
3+
的吸收峰在400
‑
520纳米之间有明显的重叠，可同时被蓝光芯片激发；Mn
4+
在633纳米左右有很强的窄带发光，可恰好被Cr
3+
位于520
‑
750纳米之间的吸收峰所吸收，本专利技术引入Mn
4+
可显著增强K2LiSc1‑
y
Cr
y
F6中Cr
3+
的近红外发光强度。
附图说明：
[0018]图1是为实施例2所制备的Cr
3+
激活宽带近红外发光材料的X
‑
射线粉末衍射图谱。
[0019]图2为实施例2所制备的Cr
3+
激活宽带近红外发光材料和实施例4所制备的Mn
4+
掺杂红色发光材料的荧光激发光谱。由图2可知，材料中Mn
4+
和Cr
3+
的吸收峰在400
‑
520纳米之间有明显的重叠，可同时被蓝光芯片激发。
[0020]图3为实施例2所制备的Cr
3+
激活宽带近红外发光材料的荧光激发光谱和实施例4所制备的Mn
4+
掺杂红色发光材料的荧光发射光谱。由图3可知，材料中Mn
4+
在633纳米左右有很强的窄带发光，可恰好被Cr
3+
位于520
‑
750纳米之间的吸收峰所吸收。
[0021]图4为实施例4
‑
6所得产物(K2LiSc1‑
x
Mn
x
F6)发光强度对比图。由图4可知，当Mn
4+
的含量为x＝0.001时材料的发光强度最强。
[0022]图5为实施例2和实施例7所得产物的荧光发射光谱。由图5可知，Mn
4+
的引入可显著增强K2LiSc
0.999
Cr
0.001
F6中Cr
3+
的近红外发光强度。
[0023]图6为实施例3和实施例8所得产物的荧光发射光谱。由图6可知，Mn
4+
的引入可显著增强K2LiSc
0.995
Cr
0.005
F6中Cr
3+
的近红外发光强度。。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Mn
4+
掺杂红色发光材料，其特征在于，化学式为：K2LiSc1‑
x
Mn
x
F6，其中x＝0.0005～0.003。2.根据权利要求1所述的红色发光材料，其特征在于，x＝0.001～0.003。3.一种四价锰离子和铬离子共掺杂钪基氟化物宽带近红外发光材料，其特征在于，化学式为：K2LiSc1‑
x
‑
y
Mn
x
Cr
y
F6，其中x＝0.0005～0.003；0<y≤0.005。4.根据权利要求3所述的宽带近红外发光材料，其特征在于，x＝0.001～0.003。5.一种权利要求1所述Mn
4+
掺杂红色发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：室温下，按摩尔比(1
‑
x):x将K2LiScF6和K2MnF6加入到氢氟酸中搅拌，离心得到沉淀，并用无水乙醇洗涤，在75℃下干燥得到最终产物红色发光材料。6.一种权利要求3所述四价锰离子和铬离子共掺杂钪基氟化物宽带近红外发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)室温下，将(NH)4ScF...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建邦，霍见生，张秋红，李俊豪，
申请(专利权)人：广东省科学院资源利用与稀土开发研究所，
类型：发明
国别省市：