[发明专利]一种具有多波段光发射和光温传感双功能的氟氧化物磷光体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多波段光发射和光温传感双功能的氟氧化物磷光体及其制备方法，属于光温传感技术领域。

背景技术

生活中我们普遍用到的温度计是通过接触方式来测量物体表面的温度。但是，在许多特殊领域，例如：微电子器件内部、煤矿、高压电站的变压场所等，接触式的温度测量难以实现。基于探测高温环境下发光物体的荧光光谱随温度的变化来实现温度的监控的非接触式的温度传感器是一种新的温度测量方式。目前，稀土离子掺杂的材料被报道作为光温传感的材料，这种材料利用稀土离子的相邻热耦合能级的荧光发射随温度的变化函数关系来标定材料的温度。由于稀土离子的相邻热耦合能级距离较近，经常出现干扰性误差，因此这种光温传感方式有时准确率较低。对比稀土离子掺杂材料的光温传感性质，Mn⁴⁺作为激活离子，其光学性质更加优异，能克服光谱交叠较小和发光功率较低的弱点，而且Mn⁴⁺掺杂氧化物和氟化物已被报道为新一代高效率红色发射荧光体。其中氧化物主要由高温固态法合成的，具有良好的热稳定性，然而发射的波长区域对人眼不敏感，降低了应用价值。新型的Mn⁴⁺掺杂的氟氧化物可能是一种良好的光温传感材料。。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种包括紫外及蓝光激发下，具有多波段光发射和光温传感双功能的氟氧化物磷光体及其制备方法。该新型的Mn⁴⁺激发Cs₂F₄WO₂的氟氧化物磷光材料，此氟氧化物磷光体可以激发出可调的窄带红光和宽带黄白光，并可以通过监控Cs₂F₄WO₂:Mn⁴⁺的变温光谱来实现温度测量。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种具有多波段光发射和光温传感双功能的氟氧化物磷光体材料，其合成原料为KMnO₄，KHF₂，Cs₂CO₃，WO₃和HF 48mol％，所述化学表达式为：Cs₂F₄WO₂:0.01～0.2Mn⁴⁺。

优选的，所述化学表达式为：Cs₂F₄WO₂:0.05Mn⁴⁺。

为了解决上述技术问题，本发明提出的另一技术方案是：所述的具有红光发射和光温传感双功能性质的氟氧化物磷光体材料的制备方法，具体步骤如下：

(a)采用沉淀法制备K₂MnF₆

将0.45g KMnO₄和9g KHF₂溶解在30mL HF(48％)中，将其搅拌30分钟，然后逐滴加入2ml过氧化氢沉淀出黄色粉末K₂MnF₆，将沉淀物K₂MnF₆用丙酮过滤清洗再烘干2小时；

(b)采用高温固相法制备Cs₂WO₂

按照Cs:W＝2:1摩尔配比将Cs₂CO₃和WO₃完全溶解在丙酮中700℃加热10小时制备出Cs₂WO₄；

(c)采用水热法制备多晶体Cs₂F₄WO₂:0.01～0.2Mn⁴⁺

在80℃条件下，将5mmol Cs₂WO₄完全溶解在10mL HF 48mol％中，然后加入0.05～1mmol K₂MnF₆，完全搅拌至澄清透明；将其放入通风橱，加热到50℃进行干燥12小时，最终制备出Cs₂F₄WO₂:xMn⁴⁺，x＝0.01～0.2。

优选的，所述步骤(c)采用水热法制备多晶体Cs₂F₄WO₂:0.05Mn⁴⁺