[發明專利]一種鉍離子激活的硅酸鹽長余輝熒光材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210055056.8
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102618273A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 宋志國;李臣;邱建備;楊正文;周大成;尹兆益;楊勇;趙宗諺;余雪
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及長余輝熒光粉技術，具體涉及一種在紫外光及可見光激發下具有寬帶可見及近紅外長余輝發光的熒光粉體材料。

背景技術

長余輝材料是一種具有很高應用價值的發光材料。該材料在日光照射后，可以長時間持續發光，從而提供在夜視或者無照明條件下的指示和標志作用?？梢姴ǘ蔚拈L余輝材料主要在民用領域提供指示作用，而近紅外波段的長余輝則在軍工夜視領域中具有重要的應用價值。

目前的長余輝發光材料的長余輝發光波段主要集中可見區域，以稀土離子作為主要的光激活離子，例如Eu²⁺激活的鋁酸鍶長余輝綠色發光材料、Eu²⁺激活的硅鋁酸鹽系列長余輝發光材料（徐敘瑢，蘇勉曾，發光學與發光材料，化學工業出版社，2004年第一版）。一些稀土離子摻雜的長余輝材料，通過稀土離子之間的能量傳遞的方式，也可以實現紫外光激發下的近紅外波段的長余輝發光（Naiyin?Yu,?Feng?Liu,?Xufan?Li,?and?Zhengwei?Pan，Near?infrared?long-persistent?phosphorescence?in?SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺,Er³⁺?phosphors?based?on?persistent?energy?transfer.?Appl.?Phys.?Lett.?95,?231110?(2009)）。而一些過渡金屬離子摻雜材料也具有長余輝近紅外發光特性，例如Cr³⁺摻雜的。但目前的過渡金屬離子長余輝材料難以兼具可見長余輝和近紅外長余輝；另外過渡金屬離子的發光和長余輝特性對晶格特性要求較高，只能在一些特殊的，并且以稀土、氧化鎵以及氧化鍺等稀貴原料為基質材料中才能實現。例如，La₃Ga₅GeO_l4:Cr³⁺，Zn²⁺，LiGa₅O₈:Cr³⁺等（閆武釗，超長長余輝材料及其發光機理的研究和探索，中國科學技術大學博士論文，2010年），雖然稀土離子激活材料的長余輝可見發光效果較好，并可以通過不同離子間的持續能量傳遞實現近長余輝，但離子間的能量傳遞效率相對較低，因此通過上述方式獲得的近紅外發光效率偏低和余輝時間相對較短。

發明內容

本發明的目的是針對現有長余輝熒光材料難以兼具可見和近紅外波段發射以及發光效率偏低等不足之處，提供一種Bi離子激活的硅酸鹽可見及近紅外長余輝發光材料及其制備方法，該材料采用Bi離子作為單一的發光激活離子，對紫外光和可見光具有高效響應特性，在紫外光可以同時實現黃綠色色寬帶長余輝發光以及近紅外波段的長余輝發光，而在可見光照射下也可以得到寬帶近紅外熒光。

本發明的目的之一是提供一種鉍離子激活的硅酸鹽長余輝熒光材料，由化學組成式為A_2-x-yMBi_xRe_ySiO₇的組分組成，其中x=0.001～0.1，y=0.001～0.1；A為Ca、Sr、Ba中的任意一種或者幾種；M為Mg或Zn；Re為Yb、Gd、Tm、Dy、Nd、Ho、Lu、Er、Y中的任意一種或者幾種。

本發明的另一個目的是提供一種鉍離子激活的硅酸鹽長余輝熒光材料的制備方法，經過下列各步驟：

（1）按A離子︰M離子︰Bi離子︰Re離子︰Si離子的摩爾比=2-x-y︰1︰x︰y︰1，稱取AO或ACO₃、以及含M離子的化合物、Bi₂O₃、Re₂O₃、SiO₂，并將上述物料混合均勻，其中x=0.001～0.1，y=0.001～0.1；A為Ca、Sr、Ba中的任意一種或者幾種；M為Mg或Zn；Re為Yb、Gd、Tm、Dy、Nd、Ho、Lu、Er、Y中的任意一種或者幾種；

（2）將步驟（1）所得混合料裝入坩堝，在爐膛中通入還原氣氛或者裝入碳粉，然后升溫至1100～1400℃，再保溫1～4小時后隨爐溫冷卻，即得到化學組成式為A_2-x-yMBi_xRe_ySiO₇的鉍離子激活的硅酸鹽長余輝熒光材料。