[發(fā)明專利]一種近紅外發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210858966.3
• 申請(qǐng)日: 2022-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN115386373A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國崗;張倩倩;陳克強(qiáng);劉冬杰;林君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）浙江研究院;中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): C09K11/80
• 分類號(hào): C09K11/80;C01G15/00;H01L33/50
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 萬文廣

本申請(qǐng)公開了一種近紅外發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用，本申請(qǐng)的近紅外發(fā)光材料的化學(xué)式為LaMg_1?yGa_11?xO₁₉:xCr³⁺,yNi²⁺，其中，0x≤1、0y≤0.3。本申請(qǐng)的一種近紅外發(fā)光材料通過在含La₂O₃、MgO和Ga₂O₃的混合物體系中同時(shí)摻雜Cr、Ni成分，通過高溫固相反應(yīng)，獲得Cr³⁺、Ni²⁺共摻雜的近紅外發(fā)光材料LaMg_1?yGa_11?xO₁₉:xCr³⁺,yNi²⁺，其中，0x≤1、0y≤0.3，Cr³⁺、Ni²⁺共摻雜極大地增強(qiáng)了Ni²⁺在430nm附近的吸收。與單摻雜Ni²⁺的近紅外發(fā)光材料相比，Cr³⁺、Ni²⁺共摻雜的近紅外發(fā)光材料在藍(lán)光激發(fā)下的近紅外發(fā)射增強(qiáng)了35倍，解決了現(xiàn)有Ni²⁺摻雜的近紅外發(fā)光材料無法被藍(lán)光有效激發(fā)的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于發(fā)光材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種近紅外發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

近紅外(NIR)光源已被廣泛應(yīng)用于食品安全、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、夜視、光伏、生物成像等領(lǐng)域，其面臨的技術(shù)瓶頸之一就是缺乏一種具有小型化、快速響應(yīng)特點(diǎn)的寬帶近紅外光。將寬帶近紅外發(fā)光材料涂覆于高效藍(lán)光LED芯片上，通過藍(lán)光激發(fā)近紅外發(fā)光材料實(shí)現(xiàn)寬帶近紅外發(fā)射，被認(rèn)為是一種有效的解決方案。其優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)成熟、價(jià)格便宜、譜帶寬、效率高。過渡金屬Cr³⁺離子可被藍(lán)光有效激發(fā)，與藍(lán)光LED芯片匹配良好，被認(rèn)為是理想的近紅外發(fā)射中心。但是，目前多數(shù)Cr³⁺摻雜近紅外發(fā)光材料的發(fā)射光譜集中在NIR-I區(qū)域(700～1000nm)，限制了在1000nm以上的應(yīng)用需求。Ni²⁺在1000～1600nm具有很好的寬帶近紅外發(fā)射，然而Ni²⁺很難被藍(lán)光有效激發(fā)，這一現(xiàn)象嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。因此，如何獲得能被藍(lán)光有效激發(fā)，或發(fā)射峰超過1000nm的寬帶近紅外發(fā)光材料是當(dāng)前重要的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種近紅外發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用，以解決現(xiàn)有Ni²⁺摻雜的近紅外發(fā)光材料藍(lán)光激發(fā)效率低的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述申請(qǐng)目的，第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N近紅外發(fā)光材料，所述近紅外發(fā)光材料的化學(xué)式為LaMg_1-yGa_11-xO₁₉:xCr³⁺,yNi²⁺，其中，0x≤1、0y≤0.3。

進(jìn)一步地，所述近紅外發(fā)光材料可被紫外和可見光激發(fā)，發(fā)射范圍在650-1600nm。

第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N近紅外發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟：

配制含La₂O₃、MgO、Ga₂O₃、Cr₂O₃、NiC₄H₆O₄·4H₂O和H₃BO₃的混合物粉末；所述混合物粉末中La₂O₃、MgO、Ga₂O₃、Cr₂O₃、NiC₄H₆O₄·4H₂O的摩爾比為1：(1-y)：(11-x)：x：y，其中，0x≤1、0y≤0.3；