[發明專利]Cr3+

在審

• 申請號: 202010161247.7
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111253937A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 戴武斌;樊燁明;沈凡;黃珂;陳洋;黎華;徐慢
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C09K11/62
• 分類號: C09K11/62;A61K49/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;閉釗

本發明涉及一種Cr³⁺、Bi³⁺雙摻雜鎵酸鹽長余輝熒光粉材料及其制備方法。首先按照化學計量比將鋅、稼、鉻、鉍的硝酸鹽溶于水中，然后加入叔丁胺調節溶液的pH至堿性，再加入油酸和甲苯進行水熱反應，固液分離即可。通過上述方法制得的熒光粉材料化學式為Zn_0.97Ga_(2?x?y)O_3.97:xCr³⁺,yBi³⁺，0.01≤x≤0.02，0.01≤y≤0.03，其平均粒徑約為8nm，形貌為類球形顆粒。該雙摻雜熒光粉材料在漫反射光譜中350nm、350?470nm和470?650nm處的吸收帶強度得到明顯增強，可被穿透生物組織能力更強的紅光有效激發，能夠進行體內充電并隨時成像，可作為探針應用于生物醫學成像領域。

技術領域

本發明涉及發光材料技術領域，具體涉及一種Cr³⁺、Bi³⁺雙摻雜鎵酸鹽長余輝熒光粉材料及其制備方法和在生物醫學成像方面的應用。

背景技術

無機熒光粉材料通常具有高亮度、低能耗、高穩定性以及長余輝壽命等優點，在白光LED器件、顯示照明、太陽能電池、測溫和生物光學成像等諸多領域應用廣泛。在生物光學成像領域，傳統的無機熒光粉材料在生物組織中表現出余輝衰減快、重復激發難度大等缺點，常被用作激發光源的紫外光和藍光在生物組織中也存在高衰減、弱滲透和成像深度不足等問題，此外在原位激發時生物體內組織自發產生的熒光也會影響信息的獲取，以上這些缺點都會降低無機熒光粉的生物光學成像效果。當前用于生命科學的生物成像技術不僅需要長時間光學成像，更需要實時成像、多次成像。因此在紫外光和藍光之外，研究出可被橙紅光有效激發的長余輝無機熒光粉并將其用于生物成像領域必然具有重要意義。

近年來，已有科研工作者開發了一系列無機熒光納米粒子(如ZnGa₂O₄:Cr³⁺)，這些納米粒子可以被橙紅色發光二極管(Light Emitting Diode，LED)激活并持久發光，從而避免了紫外光、藍光激發光源普遍存在的生物組織內高衰減、成像深度不足等缺點。然而現有公開報道的ZnGa₂O₄:Cr³⁺無機熒光粉材料也存在一些缺點，例如在紅色波段的吸收帶強度較低、發光效率不高、長余輝性能較差等，這些缺點和不足限制了其應用。

發明內容

本發明的目的在于解決現有ZnGa₂O₄:Cr³⁺無機熒光粉材料存在的上述問題，通過雙相水熱法實現了ZnGa₂O₄的Cr³⁺、Bi³⁺雙摻雜，由此制得的無機熒光粉材料性能突出，尤其是光致發光和長余輝發光波長很好的匹配了生物第一透明窗口，在生物光學成像領域有較好的應用前景。為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種Cr³⁺、Bi³⁺雙摻雜鎵酸鹽長余輝熒光粉材料，其化學式為Zn_0.97Ga_(2-x-y)O_3.97:xCr³⁺,yBi³⁺；其中0.01≤x≤0.02，0.01≤y≤0.03。

進一步的，所述熒光粉材料的形貌為類球形顆粒，其粒徑為(5-10)nm。