[發(fā)明專利]一種鉍離子摻雜的波長可調(diào)型變色發(fā)光材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN114806574A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張文濤;楊朕瑞;趙舟;袁菲;吳琪祺;杜海英;陳顯飛
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79;C09K9/00;G09F3/02
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本發(fā)明涉及一種Bi³⁺摻雜的波長可調(diào)型變色發(fā)光材料及其制備方法，其通式為：KBaY_1?xSi₂O₇:xBi³⁺，其中0x≤0.06。采用KBaYSi₂O₇為基質(zhì)，為發(fā)光中心Bi³⁺提供了良好的晶體場環(huán)境和穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)光材料的晶體結(jié)構(gòu)屬于P2₁/n空間群的單斜結(jié)構(gòu)。Bi³⁺的發(fā)光范圍為400nm~600nm，在不同波長的紫外光激發(fā)下，該發(fā)光材料可實現(xiàn)從藍光到綠光的可調(diào)光發(fā)射。通過改變激發(fā)波長可以實現(xiàn)藍色到青色的可調(diào)發(fā)射。采用了簡單的高溫固相法制備材料，具有工藝簡單、光譜寬、發(fā)光強度高，既環(huán)保安全又經(jīng)濟高效等優(yōu)點，可在實際中批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種波長可調(diào)的KBaY_1-xSi₂O₇:xBi³⁺變色發(fā)光材料及其制備方法，屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

信息安全是當今社會生活中最嚴重的問題之一，它影響著社會、經(jīng)濟、科技等各個領(lǐng)域。新的防偽技術(shù)的發(fā)展使得產(chǎn)品的真?zhèn)胃y復(fù)制，這對于保護品牌和機密文件具有重要意義。因此，核徑跡技術(shù)、全息圖像、磁性材料以及發(fā)光材料等各種可靠的防偽和加密方法不斷被研究和創(chuàng)新。其中，現(xiàn)有技術(shù)中大多以水印、有色纖維、熒光油墨印刷、微小記號的形體及隨機分布等作為防偽技術(shù)，與其它制備工藝的成本高、工藝復(fù)雜，存儲的信息容易被復(fù)制的缺點相比，發(fā)光防偽材料以其制作工藝簡單、可見度高、顏色可調(diào)等優(yōu)點越來越受到人們的關(guān)注。因此，研發(fā)出發(fā)光可調(diào)的變色材料被認為是解決這一問題的關(guān)鍵，而一種性能優(yōu)異的發(fā)光材料往往需要穩(wěn)定的物理化學(xué)性能。

近年來，焦硅酸鹽由于擁有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的物理化學(xué)性能而被廣泛研究。關(guān)于焦硅酸鹽的研究有很多，現(xiàn)有技術(shù)中報道了一些稀土元素摻雜的焦硅酸鹽發(fā)光材料，例如，公開號為CN109233819A的中國專利文獻報道的K₂Ca₂Si₂O₇：Eu³⁺、公開號為CN109233831A的中國專利文獻報道的RE₂Si₂O₇：Ce³⁺(RE＝Lu，Gd)、公開號為CN107546566A的中國專利文獻報道的Re₂Si₂O₇：Dy³⁺(Re＝Y(jié)，Gd，Lu，Sc)均可以看出稀土元素摻雜得到發(fā)光波長都不可調(diào)。而本發(fā)明的Bi³⁺摻雜KBaYSi₂O₇發(fā)光材料與之相對比，不僅具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于合成等優(yōu)勢，而且可通過改變激發(fā)來實現(xiàn)藍色和青色之間的可調(diào)發(fā)射，同時Bi³⁺具有儲量豐富、價格低等優(yōu)點。

本發(fā)明是通過簡單的工藝制備了一種波長可調(diào)的變色發(fā)光材料，因為Bi³⁺對晶體場環(huán)境十分敏感，當占據(jù)不同位置的陽離子可能導(dǎo)致不同的發(fā)光中心的存在，所以本發(fā)明具體是通過摻雜Bi³⁺進入KBaYSi₂O₇中Y³⁺的兩個不同位置，產(chǎn)生不同的發(fā)光中心，因此可通過不同波長的激發(fā)和多個發(fā)射中心之間的能量轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)可調(diào)光發(fā)射。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的第一個技術(shù)問題是提供一種波長可調(diào)的變色發(fā)光材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案：匹配紫外LED芯片的變色發(fā)光材料：化學(xué)式為：KBaY_1-xSi₂O₇:xBi³⁺，其中0x≤0.06，其主相為四面體-八面體復(fù)合的單斜結(jié)構(gòu)，屬于P2₁/n空間群；以Bi³⁺為發(fā)光中心，在330nm至370nm處都出現(xiàn)強烈的吸收。