[發(fā)明專利]一種基于離子摻雜的長余輝納米材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610182169.2
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105754595A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁荃;王杰;馬覃勤
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;F21V9/16;A61K49/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種長余輝納米材料及基于離子摻雜進(jìn)行尺寸和光譜調(diào)控的長余輝納米材料制備方法，屬發(fā)光材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

長余輝是指激發(fā)光源移除后發(fā)光仍能保持?jǐn)?shù)秒到數(shù)小時的光學(xué)現(xiàn)象。長余輝材料可以將激發(fā)光能量儲存起來，在移除激發(fā)光源后緩慢地把這些儲存的能量以輻射的形式釋放出來。相比于傳統(tǒng)熒光材料，長余輝材料具有超長的發(fā)光壽命、良好的光穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。由于長余輝材料發(fā)光強度高、顏色可調(diào)，因此被廣泛用于顯示、照明和生物成像等領(lǐng)域。例如，長余輝材料被廣泛用在消防應(yīng)急系統(tǒng)和安全指示系統(tǒng)等方面，表現(xiàn)出節(jié)能、成本低、安全系數(shù)高等特點；長余輝材料也在長時間活體成像和生物示蹤等研究中被大量使用，獲得了超高的成像靈敏度。

雖然長余輝具有廣闊的應(yīng)用前景，但目前長余輝材料在合成上仍然面臨一些挑戰(zhàn)。一方面，長余輝材料缺少在納米尺度的尺寸精確調(diào)控方法。當(dāng)前大部分于長余輝納米材料是通過“自上而下”的方法合成的，例如通過研磨將塊體材料納米化。這種方法得到的長余輝納米材料尺寸形貌不均一、分散性差且難于進(jìn)行表面修飾。目前直接由“自下而上”方法合成的長余輝納米材料的報道非常少，更沒有對長余輝納米材料尺寸進(jìn)行精確調(diào)控的方法。另一方面，傳統(tǒng)長余輝材料都必須用高能量的紫外線、X-射線甚至是γ-射線激發(fā)，這是因為激發(fā)光能量需高于基質(zhì)材料的帶隙寬度能量。由于太陽光中紫外線所占比例較小，故傳統(tǒng)長余輝材料不能被太陽光激發(fā)，而紫外線和X-射線等激發(fā)光源會消耗大量的能量而且存在較大的安全隱患，因此限制了長余輝材料在照明方面的應(yīng)用。此外，紫外線、X-射線和γ-射線不僅會對生物組織造成嚴(yán)重的光損傷，而且組織穿透能力有限，因而限制了長余輝材料在生物成像方面的應(yīng)用，因此，發(fā)展長余輝納米材料的尺寸調(diào)控方法并增強長余輝納米材料被可見光激發(fā)的效率對推進(jìn)長余輝材料在顯示、照明和生物成像等領(lǐng)域的應(yīng)用是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是提供一種對長余輝納米材料進(jìn)行尺寸和光譜調(diào)控的方法，以得到尺寸可調(diào)控并在可見光激發(fā)下產(chǎn)生亮度高、持續(xù)時間長的長余輝納米材料。

本發(fā)明提供一種基于離子摻雜進(jìn)行長余輝納米材料尺寸和光譜調(diào)控的方法。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案具體如下：

一種長余輝納米材料，其表達(dá)式為Zn_1+xGa_2-2xGe_xO₄:0.75％Cr，其中，0≤x≤0.5。

所述的長余輝納米材料的顆粒尺寸為7nm～80nm。

所述的長余輝納米材料成分組成為ZnGa₂O₄:0.75％Cr時，顆粒尺寸為7nm；

所述的長余輝納米材料成分組成為Zn_1.1Ga_1.8Ge_0.1O₄:0.75％Cr時，顆粒尺寸為9nm；

所述的長余輝納米材料成分組成為Zn_1.2Ga_1.6Ge_0.2O₄:0.75％Cr時，顆粒尺寸為14nm；

所述的長余輝納米材料成分組成為Zn_1.3Ga_1.4Ge_0.3O₄:0.75％Cr時，顆粒尺寸為22nm；

所述的長余輝納米材料成分組成為Zn_1.4Ga_1.2Ge_0.4O₄:0.75％Cr時，顆粒尺寸為32nm；

所述的長余輝納米材料成分組成為Zn_1.5GaGe_0.5O₄:0.75％Cr時，顆粒尺寸為80nm。