[发明专利]一种Bi2+掺杂的近红外长余辉材料及其制备方法、应用

说明书

技术领域

本发明涉及近红外长余辉发光材料，特别涉及一种Bi²⁺掺杂的近红外长余辉材料及其制备方法、应用。

背景技术

长余辉材料是一种能够储存能量，在激发源关闭后具有相当长时间的余辉发射的发光材料。在日光或紫外线等光源的激发下吸收外界光源的能量，并将其储存起来，关闭激发光源后，在室温下以可见光的形式释放出来，形成长余辉发光。长余辉发光材料的主要用途在早期主要是黑暗环境中的指示照明，如用于紧急通道、火险通道的指示牌及其他设备上，既节能又环保。在资源日趋紧张的现代社会，长余辉发光材料作为一种新型、环保、高效、节能的发光材料越来越受到人们的关注。目前，长余辉发光材料得到迅猛的发展，已在应急照明、特殊指示、交通标识、工艺美术等诸多领域得到广泛应用。近年来又逐渐拓展到生物标示、医学探测、信息存储、高能射线探测等应用领域。作为长余辉发光材料多色化的关键技术之一，近红外长余辉发光材料的制备与研究一直是关注的焦点。

但是，近红外长余辉的发展远远落后于可见长余辉，近红外区域的发展极其缓慢。主要存在两个方面。一，由于近红外长余辉发光的发射波长范围受到限制，具有近红外长余辉的离子种类非常少。到现在为止，只有Mn⁴⁺，Mn²⁺和 Cr³⁺的红光和650-1000nm近红外光被广泛的报道。二，合适的基质更是少之又少，从而造成了余辉时间较短，很难优化长余辉性质。Mn²⁺只能在Zn²⁺的四面体中才能观察到长余辉现象，而Cr³⁺则只能在Ga³⁺的八面体位置才能观察到长余辉现象，所以只有部分Zn的含氧酸盐和镓酸盐中才能观察到长余辉发光。

由于长余辉材料有其独特的性能，尤其是在生物透过窗口(650-1400nm)，它具有寿命长，低自体荧光，高信噪比，深组织穿透性等优良特性，被认为是新一代生物标记材料最有潜力的替代者。研究近红外长余辉材料对于提高光学成像的分辨率，减弱光干扰作用，分析细胞、组织及其他复杂系统的结构和功能有重大意义。因此，寻找新的近红外长余辉发光材料的基质和离子变得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种Bi²⁺掺杂的近红外长余辉材料，其长余辉发光波长范围位于650nm-1000nm，发射峰的峰位位于800nm左右。

本发明的另一目的在于提供上述Bi²⁺掺杂的近红外长余辉材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述Bi²⁺掺杂的近红外长余辉材料的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种Bi²⁺掺杂的近红外长余辉材料，基质材料为ASnO₃，掺杂元素为Bi、 M、N；其中A为Ca、Sr中的一种，M为Mo、Zr、Nb、Ti、Cr中的一种，N 为Y、La中的一种；x的范围为0.1mol％～5mol％，y的范围为0.1mol％～5mol％， z的范围为0.1mol％～5mol％。

所述的Bi²⁺掺杂的近红外长余辉材料的制备方法，包括以下步骤：

(1))称量物料：分别称量含锡化合物、含铋化合物、含A化合物、含M 化合物、含N化合物；

其中，含A化合物为含Ca化合物、含Sr化合物中的一种；

所述含M化合物为含Mo化合物、含Zr化合物、含Nb化合物、含Ti化合物、含Cr化合物中的一种；

所述含N化合物为含Y化合物、含La化合物中的一种；

(2)步骤(1)所称量的物料经研磨混匀后在空气中1000～1300℃烧制2～8 小时，得到Bi²⁺掺杂的近红外长余辉材料。

所述含锡化合物为氧化锡。

所述含铋化合物为氧化铋。

所述含Ca化合物为碳酸钙；所述含Sr化合物为碳酸锶。

所述含Mo化合物为氧化钼；所述含Zr化合物为氧化锆；所述含Nb化合物为氧化铌；所述含Ti化合物为氧化钛；所述含Cr化合物为氧化铬。

所述含Y化合物为氧化钇；所述含La化合物为氧化镧。

所述的Bi²⁺掺杂的近红外长余辉材料的应用，，用于生物标记成像。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：