一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料及其制备方法和应用，属于发光材料的制备技术领域。本发明专利技术以人体必需微量元素铁离子(Fe

【技术实现步骤摘要】
一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于发光材料的制备
，涉及一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]长余辉材料是种特殊的发光材料，是指在吸收外界光辐射能量一段时间后仍可长时间继续发出光的发光材料。近年来，近红外长余辉材料因其独特的具有更深的组织穿透能力和更小的组织背景自发荧光，在生物成像、疾病检测和治疗等方面展现了巨大的应用前景。
[0003]现阶段对宽带近红外长余辉发光材料的研究主要集中在以Cr
3+
离子为发光中心的锌镓锗酸盐长余辉发光材料，适合基质种类少，在应用、制备、机理模型上还存在缺陷等问题。此外，Cr
3+
离子有一定毒性，限制了其在生物体深组织荧光检测领域的实际应用，更不适合用于长期体内跟踪和检测。
[0004]因此迫切需要开发新的无铬环保、无毒性的近红外长余辉发光材料，以满足不同应用领域的近红外长余辉发光材料类型。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料；本专利技术的目的之二在于提供一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料的制备方法；本专利技术的目的之三在于提供一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料在食品安全、信息安全或生物成像方面的应用；本专利技术的目的之四在于提供一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料在制备疾病检测或治疗的药物中的应用。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]1.一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料，所述材料包括激活离子和基质材料，其中所述激活离子为铁离子(Fe
3+
)，所述基质材料为Ca3Ga2Sn3O
12
。
[0008]优选的，所述材料的化学通式为Ca3Ga2‑
x
Fe
x
Sn3O
12
，其中0<x≤0.04。
[0009]2.上述材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0010](1)将含钙的化合物、含镓的化合物、含锡的化合物和含铁的化合物混合后研磨，使其混合均匀得到混合物；
[0011](2)将所述混合物首先在600～900℃下烧结处理4～6h，冷却至室温后在1100～1250℃下进行烧结处理12～40h，自然冷却至室温后研磨混合均匀，即可得到铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料。
[0012]优选的，所述含钙的化合物为CaCO3。
[0013]优选的，所述含镓的化合物为Ga2O3。
[0014]优选的，所述含锡的化合物为SnO2。
[0015]优选的，所述含铁的化合物为Fe2O3。
[0016]优选的，所述含钙的化合物中的钙元素、含镓的化合物中的镓元素、含锡的化合物中的锡元素和含铁的化合物中的铁元素的摩尔比为3:(2
‑
x):3:x，其中0<x≤0.04。
[0017]优选的，所述烧结处理过程中升温流程为：在2～4h内升温至600～900℃，在3～5h内升温至在1100～1250℃。
[0018]3.上述铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料在食品安全、信息安全或生物成像方面的应用。
[0019]4.上述铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料在制备疾病检测或治疗的药物中的应用。
[0020]本专利技术的有益效果在于：本专利技术公开了一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料，以人体必需的铁离子(Fe
3+
)为激活离子、具有石榴石结构的Ca3Ga2Sn3O
12
为基质材料。本专利技术的铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料具有原料取材广泛、价格低廉、制备方法简单和易于推广的优点；另外本专利技术铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料在紫外光或X射线激发下，近红外发射光谱范围为650～1000nm，发射峰位于754nm处，且在X射线和紫外激发具有优异的近红外长余辉发光性能，余辉时间大于1h。
[0021]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0023]图1为实施例1～实施例10中制备的铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料的X射线粉末衍射图谱；
[0024]图2为实施例8中制备的铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料(Ca3Ga
1.98
Fe
0.02
Sn3O
12
)在298nm紫外光激发下，测得室温下激发、发射和漫反射光谱；
[0025]图3为实施例8中制备的铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料(Ca3Ga
1.98
Fe
0.02
Sn3O
12
)在298nm紫外光照射15min、关闭激发光源60s后，在754nm处监测的近红外持续发光衰减曲线；
[0026]图4为实施例8中制备的铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料(Ca3Ga
1.98
Fe
0.02
Sn3O
12
)在X射线分别照射15min、关闭激发光源60s后，在754nm处监测的近红外持续发光衰减曲线；
[0027]图5为实施例8中制备的铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料(Ca3Ga
1.98
Fe
0.02
Sn3O
12
)在298nm光和X射线分别照射照射5分钟、等待5分钟后的余辉发射光谱图。
具体实施方式
[0028]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书
所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]实施例1
[0030]一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料(Ca3Ga
1.999
Fe
0.001
Sn3O
12
)，具体制备方法如下所示：
[0031]将称取的0.6005g CaCO3、0.3747g Ga2O3、0.9043g Sn本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉发光材料，其特征在于，所述材料包括激活离子和基质材料，其中所述激活离子为铁离子，所述基质材料为Ca3Ga2Sn3O
12
。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述材料的化学通式为Ca3Ga2‑
x
Fe
x
Sn3O
12
，其中0<x≤0.04。3.权利要求1或2所述材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将含钙的化合物、含镓的化合物、含锡的化合物和含铁的化合物混合后研磨，使其混合均匀得到混合物；(2)将所述混合物首先在600～900℃下烧结处理4～6h，冷却至室温后在1100～1250℃下进行烧结处理12～40h，自然冷却至室温后研磨混合均匀，即可得到铁离子激活锡镓酸盐宽带近红外长余辉...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪永杰，周贤菊，李丽，相国涛，江莎，谢广新，杨帅，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：