[發明專利]一種高靈敏度熒光測溫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810419588.2
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108559504B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 張樂;甄方正;顧靈誠;周天元;高光珍;王騁;陳浩
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78;G01K11/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種高靈敏度熒光測溫材料及其制備方法，該材料的化學式為：(Er_xSr_1?x)₂CeO₄，其中稀土離子Er³⁺的摻雜量x的范圍為0.1mol％≤x≤2.0mol％；本發明利用Er³⁺在紫外光激發下產生的下轉換發光現象，將其摻入到Sr₂CeO₄中，并引入Ag⁺作為結構穩定和電荷補償劑，采用以檸檬酸為絡合劑的溶膠凝膠法快速制備得到純相粉體。本發明材料的發光強度高，性能穩定，采用紫外光(250～350nm)照射，利用Er³⁺發出較強的綠光(位于545～550nm)，根據其發光強度隨環境溫度的變化來測定，可達0.5～0.7％/K，具有很高的靈敏度，且生產周期可控，操作簡單，能耗小，成本低。

技術領域

本發明屬于發光材料應用技術領域，具體涉及一種高靈敏度熒光測溫材料及其制備方法。

背景技術

光子學的發展使發光材料的研究有了長足的發展。研究者關注的主要問題之一是藍光熒光粉體、屏幕材料、RGB白色發光器件和光電器件。商用綠色和紅色熒光粉廣泛使用稀土(RE³⁺)發光材料。其中，在20世紀90年代，Sr₂CeO₄被認為是高效藍色熒光粉體用基質材料。

1998年Danielson第一次報道了Sr₂CeO₄，它突出表現為在藍光區域有較強發射，并且在高能量輻射下也具有很高的穩定性。之后的研究表明，這種材料在陰極射線和X射線激發下也可以呈現出強烈的光致發光，從而擴展了其在光子器件中應用的可能性。

稀土離子Re³⁺摻雜Sr₂CeO₄的發光，具有較強的溫度敏感性，多被用作環境溫度的測溫顯示材料。然而，在制備稀土離子Re³⁺摻雜Sr₂CeO₄粉體時，傳統的高溫固相法、化學共沉淀法制備的粉體共存多種雜項，如SrO，SrCO₃，SrCeO₃，Ce₂Sr₂O₅等，難以得到純相，且發光強度普遍不高，導致制得的測溫材料靈敏度不高，對材料的性能影響較大，且操作復雜，煅燒溫度高，煅燒時間較長，能耗較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種高靈敏度熒光測溫材料，粉體純度高，發光強度高，靈敏度高。

本發明的另一目的是提供由上述高靈敏度熒光測溫材料的制備方法，工藝簡單，生產周期短，利于工業化生產。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種高靈敏度熒光測溫材料，其化學式為：(Er_xSr_1-x)₂CeO₄，其中稀土離子Er³⁺的摻雜量x的范圍為0.1mol％≤x≤2.0mol％

本發明還提供上述高靈敏度熒光測溫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按化學通式(Er_xSr_1-x)₂CeO₄中各元素的化學計量比，精確稱取含有Sr²⁺的化合物、含有Ce³⁺的化合物、含有Er³⁺的化合物，配制成包含Sr²⁺、Ce³⁺、Er³⁺的混合鹽溶液A，其中，0.1mol％≤x≤2.0mol％；向混合鹽溶液A加入含有Ag⁺的化合物，Ag⁺與Er³⁺的摩爾比為1:1，于30～50℃下加熱攪拌，得到混合鹽溶液B；