【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及荧光材料领域，尤其涉及一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料。
技术介绍
1、近红外光与物体作用后，会被物体中的一些分子吸收而导致强度损失，根据这一原理可实现检测和识别。例如，不同基团(如甲基、亚甲基，苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度存在明显差别，通过采集基团振动的倍频和合频吸收，就能快速、高效、低成本地实现检测。
2、近红外光源是实现近红外检测的关键。近红外光源所发射的近红外光谱范围越宽、连续性越好、强度越高，则检测的灵敏度和可靠性更高。目前，最为常见的宽光谱近红外光源有氙灯和红外发光二极管。前者的效率较低、体积大、工作温度高、使用寿命短；后者光谱相对较窄，需要多颗、导通电压不同的近红外二极管拼接才能获得宽光谱发射，因此驱动电路复杂。
3、近年来出现了一种基于led芯片结合近红外荧光材料封装成近红外光源的技术方案(nir-pc led)。与传统的近红外光源相比，该方案通过led激发近红外荧光粉实现近红外光的输出，因此具有光谱调控灵活、体积小、寿命长、高效节能和全固态等优点。在led芯片性能确定的情况下，nir-pc led的光电性能完全由近红外荧光材料的发光性能决定。具体而言，近红外荧光材料的发光性能包括但不限于：发射光谱的主峰位置、发射光谱的覆盖范围、发射光谱的半高宽、量子效率、热淬灭特性等。
4、热淬灭，是指发光材料的发光强度随温度升高而降低的现象。多数荧光材料都会表现出热淬灭特性，即多数材料的发光强度会随着温度的升高而降低。热淬灭特性对近红外发
5、反常热猝灭效应，是指在一定温度范围内，随着温度上升，荧光材料的发射强度保持不变或逐渐增加的发光现象。非专利文献1(yoon hwa kim，paulraj arunkumar，boyoung kim，sanjith unithrattil，eden kim，su-hyun moon，jae young hyun，ki hyunkim，donghwa lee，jong-sook lee，won bin im，azero-thermal-quenching phosphor，nature mater，2017，16:543-550)公开了一种化学式为na3-2xsc2(po4)3:eu的荧光材料。该荧光材料甚至在200℃时也不会出现热淬灭(反常热淬灭特性)。但该材料中含有大量的碱金属，耐水性差，化学性质不稳定；同时该材料只能产生蓝色的可见光发射，无法产生近红外光发射，不能应用于nir-pc led。
6、专利文件1(吴大雨，黄薇，李淼，一种负/零热猝灭荧光材料及其制备方法，cn114381007a)公开了一种分子式为[cu2i2(bidpe)]n的负/零热猝灭荧光材料，其中bidpe是配体，化学名称为4，4'-双(咪唑-1-基)二苯醚。该材料的发射光谱主峰位于612nm，发射光谱的半高宽为142nm，室温下量子效率为46％，在较宽的温度范围(79～238k)内表现出强烈的反常热淬灭特性。但该材料为有机物，化学性质不稳定；同时该材料只能产生橙红光的可见光发射，无法产生近红外光发射，不能应用于nir-pc led。
7、专利文件2(江莞，王三海，陈婷，江伟辉，刘健敏，徐彦乔，王连军，一种无热猝灭的高效红色荧光粉及其制备方法，cn111170740a)公开了一种化学式为la1-xeuxsc3(bo3)4的荧光材料，其中，0<x≤1。该材料具有较好的反常热淬灭特性，发光强度即使在300℃的高温下也没有衰减。但该材料只能产生橙红光的可见光发射，无法产生近红外光发射，不能应用于nir-pc led。
8、专利文件3(田甜，袁文，徐家跃，张彦，黄礼武，申慧，储耀卿，刘干，一种近零热猝灭氟化物荧光单晶材料及其制备方法，cn112080798a)公开了一种化学式为ky3-xcexf10的近零热猝灭氟化物荧光材料，其中，0.01≤x≤0.03。该发光材料在300nm的紫外光激发下，发射中心波长为360nm的宽带蓝紫光，在25～300℃温度范围内荧光热猝灭率几乎为零。但该材料中含有大量的碱金属，耐水性差，化学性质不稳定；同时该材料只能产生蓝紫色的可见光发射，无法产生近红外光发射，不能应用于nir-pc led。
9、专利文件4(付浩，边晓敏，王若男，李秋阳，具有负热猝灭行为的下转换荧光粉ba3eual2o7.5及其制备方法，cn114686229b)公开了一种具有反常热猝灭特性的ba3eual2o7.5荧光粉。在uv/nuv光激发下，该材料可发射橙红光，并在30～300℃内表现出反常热猝灭行为，即随着温度的升高发光强度显著增强。但该材料只能产生橙红光的可见光发射，无法产生近红外光发射，不能应用于nir-pc led。
10、专利文件5(付浩，边晓敏，王若男，具有负热猝灭行为的荧光粉ba3eu1-xrexal2-ymyo7.5及其制备方法，cn115093853b)公开了一种具有反常热猝灭行为的ba3eu1-xrexal2-ymyo7.5荧光粉，其中re为la、lu、y、gd中的一种，m为ga或si。该材料在uv/nuv光激发下可发射较强的橙红光，并且在30～300℃内表现出明显的反常热猝灭行为，即随着温度的升高发光强度显著增强。但该材料只能产生橙红光的可见光发射，无法产生近红外光发射，不能应用于nir-pc led。
11、专利文件6(邱建备，王丽娟，朱凤梅，周大成，王齐，一种抗热猝灭上转换发光热增强材料及其制备方法和应用，cn115678557a)公开了一种反常热猝灭发光材料，其化学组成包括摩尔百分比如下的组分：kx：30～40％、csx：14～22％、bix3：15～23％、ybx3：10～40％、hox3：1～5％。该荧光粉在近红外980nm激发下，出现了蓝光波段热增强发光现象，且各个波段的荧光强度并未减弱反而出现了反常热淬灭行为。但该材料只能产生紫蓝光的可见光发射，无法产生近红外光发射，不能应用于nir-pc led。
12、专利文件7(徐时清，雷磊，肖珍，华有杰，夏洁楠，具有负热淬灭效应的防伪标签材料及其制备方法和应用，cn109233805b)公开了化学式为nagdf4@xca/yyb/zer:nascf4的反常热淬灭材料，其中，x在10～40之间，y在10～30之间，z在2～10之间。该材料在980nm的条件下，能产生绿光发射，且随着温度升高，发光出现增本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料，其特征在于，化学通式为：Ba(Mg5-xCrx)(Zr3-xCrx)O12，其中，0＜x≤0.1；在紫光400nm激发下，所述具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料在125℃时的发光强度是25℃时的发光强度的1.05～1.15倍，所述具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料发射光谱的主峰峰位大于1205nm，发射光谱的半高宽大于205nm；所述具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料在400nm紫光激发下的量子效率大于80％。
2.如权利要求1所述的一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料，其特征在于：所述x为0.05。
3.如权利要求1～2中任一项所述的一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：将Ba前驱体、Mg前驱体、Cr前驱体和Zr前驱体混合，在空气气氛下，进行高温固相反应，得到一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述Ba前驱体、Mg前驱体、Cr前驱体和Zr前驱体中Ba、Mg、Cr和Zr的摩尔比为1:(
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述Ba前驱体、Mg前驱体、Cr前驱体和Zr前驱体的纯度均不低于99.5％。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述高温固相反应的温度为1550～1650℃，高温固相反应的时间为4～10h。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述Ba前驱体选自Ba的碳酸盐、Ba的氧化物、Ba的草酸盐和Ba的硝酸盐中的一种或多种；所述Mg前驱体选自Mg的碳酸盐、Mg的氧化物、Mg的草酸盐和Mg的硝酸盐中的一种或多种；所述Cr前驱体选自Cr的氧化物；所述Zr前驱体选自Zr的氧化物。
8.权利要求1～2任一项所述的一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料在宽带近红外发光光源中的应用。
9.权利要求3～7任一项所述的制备方法得到的具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料在宽带近红外发光光源中的应用。
10.权利要求8～9所述的在宽带近红外发光光源中的应用，其特征在于：所述的光源包含发射波长为380～420nm的LED芯片。
...【技术特征摘要】
1.一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料，其特征在于，化学通式为：ba(mg5-xcrx)(zr3-xcrx)o12，其中，0＜x≤0.1；在紫光400nm激发下，所述具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料在125℃时的发光强度是25℃时的发光强度的1.05～1.15倍，所述具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料发射光谱的主峰峰位大于1205nm，发射光谱的半高宽大于205nm；所述具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料在400nm紫光激发下的量子效率大于80％。
2.如权利要求1所述的一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料，其特征在于：所述x为0.05。
3.如权利要求1～2中任一项所述的一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：将ba前驱体、mg前驱体、cr前驱体和zr前驱体混合，在空气气氛下，进行高温固相反应，得到一种具有反常热淬灭特性的宽谱近红外荧光材料。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述ba前驱体、mg前驱体、cr前驱体和zr前驱体中ba、mg、cr和zr的摩尔比为1:(5...
【专利技术属性】
技术研发人员：周天亮，王旭东，赵玉磊，尹美，解荣军，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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