一种磷酸盐近红外发光材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于发光材料技术领域，公开了一种磷酸盐近红外发光材料及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸盐近红外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
，更具体地，涉及一种磷酸盐近红外发光材料及其制备方法和应用
。
技术背景
[0002]近红外光广泛应用于食品检测
、
生物医学成像
、
医疗诊断
、
人脸识别以及夜视技术等领域
。
然而，传统的近红外光源，例如卤素灯
、
白炽灯等普遍存在效率低
、
寿命短以及体积大
、
功耗大等缺点
。
红外
LED
虽然体积小且功耗低，但是它的发射光谱较窄，无法覆盖较大的光谱范围，限制了它在很多领域的应用
。
近年来，基于发光转换的近红外
LED
，具有体积小
、
效率高
、
使用寿命长以及光谱可调等优势，被认为是新一代近红外光源
。
因此，开发高效的近红外发光材料具有重要的应用前景
。
通常，
Cr
3+
和
Eu
2+
被选为宽谱近红外发光材料的激活剂离子，但
Eu
2+
激活的近红外材料发射波长难以突破
830nm
，且发光效率普遍较低；而
Cr
3+
激活的近红外发光材料发光峰值波长在
750
～
1100nm
之间可调，且在
750
～
830nm
波段发光效率可趋于
100
％，因此，
Cr
3+
激活的近红外发光材料开发是当前的主流
。
但遗憾的是，
Cr
3+
‑
激活的近红外发光材料，由于对弱晶体场的依赖，其发光效率随着波长增加呈下降趋势，使得峰值波长大于
830nm
波段的材料数量少且效率低
。
因而，探索和开发峰值波长大于
830nm
的高效近红外发光材料具有重要的应用价值
。

技术实现思路

[0003]为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本专利技术目的在于提供一种磷酸盐近红外发光材料，该发光材料通过调整
Ta/Nb
以及
Al/Ga/Sc/In
之间的比例，实现发光峰位以及发光效率的精细调控，可被蓝光
440
～
480nm
波段高效激发，发射峰值波长位于
840
～
900nm
且可连续变化，相对发光强度较高，可以有效地满足宽谱近红外
LED
器件的需求
。
[0004]本专利技术的另一目的在于提供上述磷酸盐近红外发光材料的制备方法
。
[0005]本专利技术的再一目的在于提供上述磷酸盐近红外发光材料的应用
。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案来实现：
[0007]一种磷酸盐近红外发光材料，所述材料的化学式为
M
10.5
‑
x
Cr
x
M
20.5
P2O7；
M1选自
Al、Ga、In
或
Sc
中的至少一种，
M2选自
Ta
和
/
或
Nb
，
0.001≤x≤0.2。
[0008]优选地，所述材料的化学式为
M
10.5
‑
x
Cr
x
Ta
0.5
P2O7或者
M
10.5
‑
x
Cr
x
(Ta,Nb)
0.5
P2O7，其中，
Ta:Nb≥1。
[0009]所述的磷酸盐近红外发光材料的制备方法，包括以下具体步骤：
[0010]S1.
将
M1化合物
、M2化合物
、P
化合物和
Cr
化合物研细混合均匀，得混合物；
[0011]S2.
将混合物在空气中置于
900
～
1100℃
烧结，并将产物进行破碎
、
研细处理，制得磷酸盐近红外发光材料
。
[0012]优选地，步骤
S1
中所述
M1化合物为氧化铝
、
氢氧化铝
、
硝酸铝
、
氧化镓
、
氧化铟
、
氧化钪或硝酸钪中的一种以上；所述
M2化合物为氧化钽
、
氢氧化钽
、
氧化铌或氢氧化铌中的一
种以上；所述
P
化合物为磷酸氢铵
、
磷酸二氢铵或五氧化二磷中的一种以上；所述
Cr
化合物为氧化铬和
/
或硝酸铬
。
[0013]优选地，步骤
S2
中所述烧结的时间为4～
48h。
[0014]所述的磷酸盐近红外发光材料在光转换器件中的应用
。
[0015]优选地，所述光转换器件为近红外
LED
器件
。
[0016]本专利技术将光学活性元素
Cr
3+
溶解在具有立方结构的
M1M2P2O7化合物
(M1＝
Al、Ga、In
和
Sc
；
M2＝
Ta
或
Nb)
结晶相中，得到一种激发峰值波长覆盖
440
‑
480nm
波段，发射峰值波长位于
840
～
900nm
的全新宽谱近红外发光材料体系
。
属于新结构
、
新组分的化合物，其具有潜在的应用价值
。
本专利技术的
Cr
3+
单独掺杂
M1M2P2O7(M1＝
Al、Ga、In
或
Sc
中的一种以上，
M2＝
Ta
或
/
和
Nb)
，并在此基础之上，通过改变
Ta/Nb
以及
Al/Ga/Sc/In
比例，形成新组分的发光材料，包含上述组分为主的混合物，但基于材料的发光强度，当
M2单独为
Ta
，或者
Ta
和
Nb
时，含
Ta
的组分具有更高的发光强度，主要原因在于
Ta
相对于
Nb
具有更弱的电负性，具有更强的供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磷酸盐近红外发光材料，其特征在于，所述材料的化学式为
M
10.5
‑
x
Cr
x
M
20.5
P2O7；
M1选自
Al、Ga、In
或
Sc
中的至少一种，
M2选自
Ta
和
/
或
Nb
，
0.001≤x≤0.2。2.
根据权利要求1所述的磷酸盐近红外发光材料，其特征在于，所述材料的化学式为
M
10.5
‑
x
Cr
x
Ta
0.5
P2O7或者
M
10.5
‑
x
Cr
x
(Ta,Nb)
0.5
P2O7，其中，
Ta:Nb≥1。3.
根据权利要求1或2所述的磷酸盐近红外发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.
将
M1化合物
、M2化合物
、P
化合物和
Cr
化合物研细混合均匀，得混合物；
S2.
将...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟继有，陈龙，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：