【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发光材料，更具体地，涉及一种长波长石榴石近红外发光材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，基于荧光转换发光二极管的近红外光源及光谱分析探测技术，广泛应用于现代农业、生物医疗、安防监控、人脸识别、食品质检、光伏等领域。其具体应用，决定于光源器件的发光波段。而光源器件的输出光谱和效率又决定于近红外发光材料。因而，开发不同波段的高效近红外发光材料，以满足不同领域的应用需求，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。
2、在众多近红外发光材料中，cr3+掺杂石榴石型近红外材料通常表现出优异的发光效率而备受关注，例如中国科学院宁波材料所刘永福团队开发的ca3sc2si3o12:cr3+，其内量子效率高达92.3％(light sci.appl.2020,9(1),86)，具有极大的商业化潜能。然而，由于石榴石结构化合物的原子堆垛紧密，造成晶体场强度过强，使得大多数石榴石材料的发射峰值波长小于830nm，极大地限制了这类材料在长波段的应用。因此，开发峰值波长大于830nm的石榴石材料具有重要的现实意义。
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，本专利技术的首要目的在于提供一种长波长石榴石近红外发光材料。该材料在460nm蓝光激发下发出峰值波长在831～916nm可调谐的近红外光，能够作为基于荧光转换的近红外pc-led用发光材料。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述长波长石榴石近红外发光材料的制备方法。
3、本专利技术的再一
4、本专利技术的目的通过下述技术方案来实现：
5、一种长波长石榴石近红外发光材料，所述发光材料的化学式为naxca3-2xm1xm22-ycryge3o12；m1选自la、gd、y或lu中的至少一种；m2选自in或sc中的至少一种；0<x≤1.5，且0<y≤0.2。
6、优选地，所述发光材料为na1.5gd1.5in1.94cr0.06ge3o12、na1.5gd1.5sc1.94cr0.06ge3o12 、na0.3ca2.4gd0.3in1.94cr0.06ge3o12 、na0.6ca1.8gd0.6in1.94cr0.06ge3o12、 na0.9ca1.2gd0.9in1.94cr0.06ge3o12、na1.2ca0.6gd1.2in1.94cr0.06ge3o12。
7、所述的长波长石榴石近红外发光材料的制备方法，包括以下具体步骤：
8、s1.将m1化合物、m2化合物、na化合物、ge化合物、cr化合物和/或ca化合物研细混合均匀，得混合物；
9、s2.将混合物在空气中1200～1400℃烧结，并将产物进行破碎、研细处理，制得长波长石榴石近红外发光材料。
10、优选地，步骤s1中所述m1化合物为氧化镧、氢氧化镧、氯化镧、氧化钆、氢氧化钆、氯化钆、氧化钇、氢氧化钇、氯化钇、氧化镥、氢氧化镥或氯化镥中的一种以上；所述m2化合物为氧化铟或/和氧化钪；所述na化合物为碳酸钠、氧化钠或氢氧化钠中的一种以上；所述ca化合物为碳酸钙、氧化钙或氢氧化钙中的一种以上；所述ge化合物为二氧化锗；所述cr化合物为氧化铬或/和硝酸铬。
11、优选地，步骤s2中所述烧结的时间为4～48h。
12、所述的长波长石榴石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、本专利技术的长波长石榴石近红外发光材料属于经典石榴石结构中新组分化合物，是将光学活性元素cr3+溶解在ca3-2xnaxm1xm22ge3o12(m1＝la,gd,y,lu；m2＝sc,in)固溶体的结晶相中，可得到一种激发峰值波长位于460～480nm，发射峰值波长位于831～916nm的全新高效的石榴石材料体系，且表现出极佳的综合性能，相对发光强度为60％以上，具有潜在的应用价值。
15、本专利技术通过设计不同比例的[na+-la3+]、[na+-gd3+]、[na+-y3+]和[na+-lu3+]等价取代[ca2+-ca2+]获得发射波长大范围可调的近红外材料，主要得益于引入了不同程度的jahn-teller扭曲，使得能级劈裂程度可调。该方法不同于传统上改变晶体场强度的实现方式，有利于维持该材料蓝光可激发。此外，本专利技术优选含gd3+的组分，主要原因在于gd3+的离子半径与na+和ca2+的离子半径较为接近，构造jahn-teller扭曲时，避免产生晶格缺陷，有利于维持高发光效率。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、1.本专利技术提供的石榴石近红外发光材料可被450～550nm、600～750nm范围内的蓝光和红光有效激发，激发峰值波长位于460～480nm，能够适用商业蓝光led芯片，实用性强；
18、2.本专利技术提供的石榴石近红外发光材料在460nm蓝光激发下发出峰值波长在831～916nm可调谐的近红外光，发光峰值波长在石榴石体系首次突破900nm，能够作为荧光转换的近红外pc-led用发光材料；
19、3.本专利技术提供的石榴石近红外发光材料的合成温度低于大多数石榴石材料，制备工艺简单，不需要特殊的反应设备，工业化生产方便。
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1.一种长波长石榴石近红外发光材料，其特征在于，所述发光材料的化学式为NaxCa3-2xM1xM22-yCryGe3O12；M1选自La、Gd、Y或Lu中的至少一种；M2选自In或Sc中的至少一种；0<x≤1.5，且0<y≤0.2。
2.根据权利要求1所述的长波长石榴石近红外发光材料，其特征在于，所述发光材料为Na1.5Gd1.5In1.94Cr0.06Ge3O12、Na1.5Gd1.5Sc1.94Cr0.06Ge3O12、Na0.3Ca2.4Gd0.3In1.94Cr0.06Ge3O12、Na0.6Ca1.8Gd0.6In1.94Cr0.06Ge3O12、Na0.9Ca1.2Gd0.9In1.94Cr0.06Ge3O12、Na1.2Ca0.6Gd1.2In1.94Cr0.06Ge3O12。
3.根据权利要求1或2所述的长波长石榴石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所述的长波长石榴石近红外发光材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述M1化合物为氧化镧、氢氧化镧、氯化镧、氧化钆、氢氧化钆、氯
5.根据权利要求3所述的长波长石榴石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。
6.权利要求1或2所述的长波长石榴石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。
...【技术特征摘要】
1.一种长波长石榴石近红外发光材料，其特征在于，所述发光材料的化学式为naxca3-2xm1xm22-ycryge3o12；m1选自la、gd、y或lu中的至少一种；m2选自in或sc中的至少一种；0<x≤1.5，且0<y≤0.2。
2.根据权利要求1所述的长波长石榴石近红外发光材料，其特征在于，所述发光材料为na1.5gd1.5in1.94cr0.06ge3o12、na1.5gd1.5sc1.94cr0.06ge3o12、na0.3ca2.4gd0.3in1.94cr0.06ge3o12、na0.6ca1.8gd0.6in1.94cr0.06ge3o12、na0.9ca1.2gd0.9in1.94cr0.06ge3o12、na1.2ca0.6gd1.2in1.94cr0.06ge3o12。
3.根据权利要求1或2所述的长波长石榴石近红外发...
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