[发明专利]一种Al掺杂提高BaSnO3近红外发光强度的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料领域，特别是涉及一种Al掺杂提高BaSnO₃近红外发光强度的方法。

背景技术

BaSnO₃是一种立方相钙钛矿型(ABO₃型)氧化物。由于其独特的光电子学方面的特性，近年来在透明氧化物导体、气体传感器、电容器、陶瓷边界层和光解水等领域正受到越来越多研究者的关注。

日本学者Mizoguchi等人发现BaSnO₃也是一种具有较强近红外发光的材料，发光波段位于～905nm，非常有潜力应用于太阳能电池、近红外生物成像、近红外LED(尤其是通讯领域)以及安全油墨等领域。

但是目前BaSnO₃近红外光学性能研究还较少，其发光机理目前还没有完全弄清楚。

发明内容

本发明的目的是提供了一种Al掺杂提高BaSnO₃近红外发光强度的方法，本方法简单、高效，也为进一步研究BaSnO₃近红外发光机理及其应用提供了很好的载体。

本发明的技术方案是：

以不同含量的Al取代BaSnO₃中的Sn，获得不同增强倍数的近红外发光。

所述的Al的摩尔含量替换原有Sn元素摩尔含量的0～30％。

优选地，所述的Al掺杂BaSnO₃的制备方法为固相反应法。

所述的固相反应法中Al的引入原料为Al₂O₃或Al₂(CO₃)₃。

优选地，所述的固相反应法具体为：

1)取BaCO₃和BaO中任一原料、Al₂O₃和Al₂(CO₃)₃中任一原料与SnO₂按照化学计量比混合研磨均匀，Sn元素和Al元素的摩尔总量与Ba元素的摩尔总量比例为1:1，Al元素占有Sn和Al摩尔总量的0～30％；

2)将均匀混合粉末先在1200℃预烧8～12小时，然后再研磨，最后在1450℃煅烧8～12小时，得到Al掺杂BaSnO₃。

本发明的有益效果是：

本发明使用Al掺杂提高BaSnO₃近红外发光强度，方法简单、成本低，也为进一步研究BaSnO₃近红外发光机理提供了很好的研究载体和参考，并为其进一步的功能开发提供了性能基础。

附图说明

图1为实施例1对应的Al掺杂BaSnO₃前后近红外发光光谱对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提高BaSnO₃近红外发光强度的原理是：BaSnO₃的近红外发光与Sn²⁺及被其束缚的空穴有关，Al³⁺掺入Sn⁴⁺位会引入更多的空穴，增加“发光中心”的含量，故而发光强度提高。

本发明的具体实施例如下：

根据实施例1～3将BaCO₃、SnO₂、Al₂O₃按照化学计量比称量，混合、研磨均匀，放入刚玉坩埚于1200℃先预烧12小时，再次研磨并于1450℃煅烧12小时，然后测其近红外荧光光谱，并在相同条件下与未掺Al的样品进行比较，得到各实施例的近红外发光增强的倍数。

表1

表1列出了本发明的3个实施例的Al掺杂含量以及近红外发光增强倍数。实施例1对应的Al掺杂BaSnO₃前后近红外发光光谱对比如附图1所示，由图中可知掺杂10％的Al(Al/(Al+Sn)＝0.1)后近红外发光明显增强，本发明技术效果显著。

上述具体实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。