[發(fā)明專利]一種近紅外上轉(zhuǎn)換長余輝發(fā)光材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710600906.0
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107286932B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫康寧;葛平慧;李愛民;成圓;王榮
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發(fā)明公開了一種近紅外上轉(zhuǎn)換長余輝發(fā)光材料及其制備方法，制備方法包括如下步驟：1）稱量原料，并將原料粉體混合均勻，需要稱取的原料包括原料A、原料B、原料C和原料D，其中，原料A為Cr的氧化物或相應(yīng)的鹽；原料B為Er或Tm的氧化物或相應(yīng)的鹽；原料C為Yb的氧化物或相應(yīng)的鹽；原料D為Zn、Ga/Al、Ge/Sn的氧化物或相應(yīng)的鹽；2）將步驟1）中的混合粉體加壓成型，得素坯樣品；3）將步驟2）中所得的素坯樣品高溫固相燒結(jié)；4）將燒結(jié)產(chǎn)物冷卻，即得目標(biāo)材料。采用高溫固相方法，制備的Cr³⁺與Er³⁺或Tm³⁺摻雜，Yb³⁺作敏化劑的材料具有近紅外激發(fā)上轉(zhuǎn)換發(fā)光且超長時(shí)間余輝性能，可以作為高性能功能材料用于相關(guān)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種近紅外上轉(zhuǎn)換長余輝發(fā)光材料及其制備方法，制備得到的近紅外長余輝發(fā)光材料可以用于電子、生物醫(yī)學(xué)成像等高技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近紅外上轉(zhuǎn)換長余輝發(fā)光材料在低能量的近紅外光激發(fā)后，能夠產(chǎn)生高能量的長余輝光致發(fā)光材料。它具有高化學(xué)穩(wěn)定性、低毒性、不易光解和光漂白等一系列特異性優(yōu)勢，使其在照明、信息儲存、高能射線探測、安全應(yīng)急指示、交通、安全和器材標(biāo)記等方面有著不可估量的廣闊應(yīng)用前景。特別是該材料具有高生物組織穿透能力，低背景噪音，低生物體傷害，在生物醫(yī)學(xué)診斷和治療領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料指受到光激發(fā)時(shí)可以發(fā)射比激發(fā)波長短的熒光的材料。長余輝材料指在激發(fā)停止后，發(fā)光仍能夠持續(xù)一段時(shí)間的材料。在最近幾年，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料和近紅外長余輝材料作為光學(xué)探針用于生物體內(nèi)成像引起了人們的廣泛關(guān)注。近紅外上轉(zhuǎn)換長余輝發(fā)光材料在生物成像過程中，以近紅外光(980nm)作為激發(fā)光源可以極大地降低生物體組織自發(fā)光的干擾，提高生物體內(nèi)成像的敏感度和穿透深度；其近紅外余輝時(shí)間可達(dá)到幾天或者數(shù)周，便于細(xì)胞示蹤和體內(nèi)示蹤過程。

研究表明，經(jīng)典的近紅外上轉(zhuǎn)換發(fā)光離子對是Yb³⁺-Er³⁺或Yb³⁺-Tm³⁺。Er³⁺和Tm³⁺摻雜的發(fā)光材料能夠產(chǎn)生很有效的上轉(zhuǎn)換發(fā)光，Yb³⁺作敏化劑增加上轉(zhuǎn)換發(fā)光的效率。Cr³⁺摻雜的鎵酸鹽基底的發(fā)光材料表現(xiàn)出優(yōu)良的近紅外超長余輝性能。將Yb³⁺-Er³⁺或Yb³⁺-Tm³⁺作為上轉(zhuǎn)換發(fā)光離子對，以Cr³⁺摻雜的鎵酸鹽采用高溫固相法制備近紅外上轉(zhuǎn)換長余輝發(fā)光材料，有望獲得高化學(xué)穩(wěn)定性、低毒性、高敏感度和穿透深度、超長余輝的發(fā)光材料。

現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種Cr³⁺摻雜的鎵酸鹽的長余輝發(fā)光材料，該材料主要由高溫固相燒結(jié)而成，制備的材料具有長余輝特性。但是該材料需要紫外高能激發(fā)，且不具有上轉(zhuǎn)換近紅外光激發(fā)特性。另有現(xiàn)有技術(shù)公開了一種Ln_2-x-y-m-nYb_xR_yMg_nTi_mO₂S的上轉(zhuǎn)換長余輝發(fā)光材料，該材料在980nm近紅外光激發(fā)下，可以得到紅光、綠光、近紅外光上轉(zhuǎn)換熒光，橙紅色余輝。但是該制備工藝復(fù)雜，制備條件較為苛刻，制備成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種近紅外上轉(zhuǎn)換長余輝發(fā)光材料及其制備方法。本發(fā)明采用高溫固相方法，制備的Cr³⁺與Er³⁺或Tm³⁺摻雜，Yb³⁺作敏化劑的材料具有近紅外激發(fā)上轉(zhuǎn)換發(fā)光且超長時(shí)間余輝性能，可以作為高性能功能材料用于相關(guān)領(lǐng)域。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種近紅外上轉(zhuǎn)換長余輝發(fā)光材料的制備方法，包括如下步驟：