System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种铝基磷酸盐近红外发光材料及其制备方法和应用技术_技高网

一种铝基磷酸盐近红外发光材料及其制备方法和应用技术

技术编号:40094634 阅读:4 留言:0更新日期:2024-01-23 16:44
本发明专利技术属于发光材料技术领域,公开了一种铝基磷酸盐近红外发光材料及其制备方法和应用,该发光材料的化学式为K<subgt;2</subgt;Al<subgt;1‑x</subgt;Cr<subgt;x</subgt;MP<subgt;3</subgt;O<subgt;12</subgt;;M选自Ti、Sn、Zr或Hf中的一种以上,0.001≤x≤0.2。该材料通过调整Hf、Ti、Zr或Sn组分的比例,实现发光峰位以及发光强度的精细调控,制得的发光材料可被400~750nm范围内的蓝光和红光有效激发,蓝光区域的主激发峰位于445~465nm,能够有效匹配高效率的商用蓝光LED芯片;在蓝光激发下,其发射光谱覆盖700~1200nm,发射主峰位于800~840nm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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料,更具体地,涉及一种铝基磷酸盐近红外发光材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、近红外光谱技术具有快速、安全、无损等特点,广泛应用于医疗诊断、安防监控、生物成像、食品质量分析等诸多领域。然而,传统的近红外光源(卤素灯、白炽灯等)普遍存在效率低、体积大以及功耗高等缺点。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,近红外荧光转换发光二极管(nir pc-led)以其功耗低、体积小和效率高以及发射光谱可调等优点,弥补了传统近红外光源的固有缺点,被认为是新一代的近红外光源。通常,过渡金属离子cr3+和稀土离子eu2+被应用为宽谱近红外发光材料的激活剂离子。然而,eu2+激活的近红外发光材料普遍效率较低且发射波长很难突破750nm,而cr3+激活的近红外发光材料普遍效率较高,而且可以通过调节晶体场的强度实现从深红色到近红外的可调谐宽带发射。但是cr3+激活的材料峰值波长多数集中在800nm以内,峰值波长大于800nm的材料较少且效率偏低,这个问题在一定程度上限制了cr3+激活的近红外发光材料的应用。此外,目前开发的大多数近红外材料均采用了包含昂贵的sc、in、ga、ge等元素为原料,不利于这类材料的大规模的商业化应用。因此,探索和开发出廉价的cr3+激活的峰值波长大于800nm的高效率近红外宽谱材料是基于近红外荧光转换型led器件发展的迫切内在需求,具有重要意义。


技术实现思路

1、为了解决上述现有技术存在的不足和缺点,本专利技术首要目的在于提供一种铝基磷酸盐近红外发光材料,该发光材料可被400~750nm范围内的蓝光和红光有效激发,蓝光区域的主激发峰位于445~465nm,能够有效匹配高效率的商用蓝光led芯片;在蓝光激发下,其发射光谱覆盖700~1200nm,发射主峰位于800~840nm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。

2、本专利技术的另一目的在于提供上述铝基磷酸盐近红外发光材料的制备方法。

3、本专利技术的再一目的在于提供上述铝基磷酸盐近红外发光材料的应用。

4、本专利技术的目的通过下述技术方案来实现:

5、一种铝基磷酸盐近红外发光材料,所述近红外发光材料的化学式为k2al1-xcrxmp3o12;m选自ti、sn、zr或hf中的一种以上,0.001≤x≤0.2。

6、优选地,所述m为ti或/和hf,0.002≤x≤0.04。

7、所述的铝基磷酸盐近红外发光材料的制备方法,包括以下具体步骤:

8、s1.将m化合物、al化合物、k化合物、p化合物和cr化合物研细混合均匀,得混合物;

9、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,制得铝基磷酸盐近红外发光材料。

10、优选地,步骤s1中所述m化合物为二氧化钛、二氧化锡、氧化锆或氧化铪中的一种以上;所述al化合物为氧化铝、氢氧化铝或硝酸铝;所述k化合物为碳酸钾、氧化钾或氢氧化钾;所述p化合物为磷酸氢铵、磷酸二氢铵或五氧化二磷;所述cr化合物为氧化铬或硝酸铬。

11、优选地,步骤s2中所述烧结的时间为4~48h,所述烧结的温度为920~1080℃。

12、所述的铝基磷酸盐近红外发光材料在光转换器件中的应用。

13、优选地,所述光转换器件为近红外led器件。

14、本专利技术将光学活性元素cr3+溶解在具有立方结构的k2almp3o12化合物(m=hf、ti、zr或sn中一种以上)结晶相中单独掺杂,得到一种新结构、新组分的发光材料,其激发峰值波长覆盖445~465nm波段,发射峰值波长位于800~840nm的全新宽谱近红外发光材料体系。

15、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:

16、1.本专利技术提供的铝基磷酸盐近红外发光材料可被400~750nm范围内的蓝光和红光有效激发,蓝光区域的主激发峰位于445~465nm,可以很好的与蓝光led匹配,实用性很强。

17、2.本专利技术提供的铝基磷酸盐近红外发光材料在455nm蓝光的激发下,可以发射出峰值波长约为800~840nm的近红外光,是当前紧缺的近红外材料。

18、3.本专利技术提供的铝基磷酸盐近红外发光材料通过调整hf、ti、zr或sn组分的比例,实现发光峰位以及发光效率的精细调控。

19、4.本专利技术提供的铝基磷酸盐近红外发光材料的原料便宜易得。而且合成温度相对较低,制备流程简单,无需特殊的反应设备,工业生产很方便。

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【技术保护点】

1.一种铝基磷酸盐近红外发光材料,其特征在于,所述近红外发光材料的化学式为K2Al1-xCrxMP3O12;M选自Ti、Sn、Zr或Hf中的一种以上,0.001≤x≤0.2。

2.根据权利要求1所述的铝基磷酸盐近红外发光材料,其特征在于,所述M为Ti或/和Hf,0.002≤x≤0.04。

3.根据权利要求1或2所述的铝基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:

4.根据权利要求3所述的铝基磷酸盐近红外发光材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述M化合物为二氧化钛、二氧化锡、氧化锆或氧化铪中的一种以上;所述Al化合物为氧化铝、氢氧化铝或硝酸铝;所述K化合物为碳酸钾、氧化钾或氢氧化钾;所述P化合物为磷酸氢铵、磷酸二氢铵或五氧化二磷;所述Cr化合物为氧化铬或硝酸铬。

5.根据权利要求3所述的铝基磷酸盐近红外发光材料的制备方法,其特征在于,步骤S2中所述烧结的时间为4~48h;所述烧结的温度为920~1080℃。

6.权利要求1或2所述的铝基磷酸盐近红外发光材料在光转换器件中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述光转换器件为近红外LED器件。

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【技术特征摘要】

1.一种铝基磷酸盐近红外发光材料,其特征在于,所述近红外发光材料的化学式为k2al1-xcrxmp3o12;m选自ti、sn、zr或hf中的一种以上,0.001≤x≤0.2。

2.根据权利要求1所述的铝基磷酸盐近红外发光材料,其特征在于,所述m为ti或/和hf,0.002≤x≤0.04。

3.根据权利要求1或2所述的铝基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:

4.根据权利要求3所述的铝基磷酸盐近红外发光材料的制备方法,其特征在于,步骤s1中所述m化合物为二氧化钛、二氧...

【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:

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