[发明专利]一种多维度可辨识的发光材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多维度可辨识的发光材料及其制备方法，该材料的化学表达式为M_{1‑x‑y‑z}NbO₃：xPr，yEr，其中M为碱金属元素，0.001≤x≤0.05，0.001≤y≤0.1，‑0.05≤z≤0.05。该材料是一种对多刺激(热、力、光)响应的双寿命(荧光、长余辉发光)、彩色(红、橙、黄、黄绿、绿)单相可再生发光材料，具有对激发模式、发光寿命和发光颜色多重维度可辨识的特点。

技术领域

本发明属于材料物理技术领域，涉及一种多维度可辨识的发光材料及其制备方法。

背景技术

在科技不断发展进步的时代，越来越多的器件产品趋于智能化和多功能化。多功能材料一直是专业人员关注、探索和研究的热点。发光体材料在多功能材料里面占据重要位置。

发光材料是一类重要的功能材料，在信息、宇航、检测和生物等高新技术领域有着广泛的应用。为了适应当今技术产业的快速发展，满足发光材料多功能化的要求，国内外学者在深入研究和不断完善发光材料原有的性能的同时还积极探索并拓展其新的功能，使其由单一功能向多功能转变。激发模式、发光寿命和发光颜色是发光材料的三个重要属性。下面以光致发光、上转换发光和长余辉发光是三种常见的发光模式为例进行说明。光致发光又被称为下转换发光，是将短波长的激发光转换成长波长的发射光，比如紫外光激发下的可见光发射。上转换发光是将长波长的激发光转换成短波长的发射光，比如近红外光激发下的可见光发射。光致发光和上转换发光都具有荧光特性，即短的发光寿命(通常短于1秒)，当激发停止时，两种发光都会立即消失。相比之下，长余辉发光是一种延迟发光，当激发停止后，发光还会持续一段时间，展现出较长的发光寿命(远长于1秒)。然而，传统的发光材料往往只能在单一的激发模式下发出单一寿命、单一颜色的发光，这导致发光现象的低维度可辨识性，限制了发光材料的应用领域。因此，研究者希望集成更多的功能于一种发光材料中，从而实现发光的多维度可辨识性，拓宽发光材料的应用领域。目前，具有上述三种发光模式中任两种发光模式组合(光致发光+上转换发光；光致发光+长余辉发光；上转换发光+长余辉发光)的发光材料已经多有报道，而同时集成三种发光模式的发光材料则鲜有报道。此外，应力发光模式是一种新兴的发光模式，也可以增加发光材料的可辨识维度。目前的应力发光材料虽然大多数也集成长余辉发光模式，但仅体现一种发光模式。如果能够将光致发光、上转换发光、长余辉发光和应力发光四种发光模式集成于一种发光材料，进而展现出多重相响应的双寿命彩色发光，势必会拓展材料的应用领域，因而具有重要科学和应用意义。然而，因为多种发光模式之间相互关系的复杂性，目前尚未有如此高集成度的发光材料被报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有发光材料的发光可辨识维度少的不足，公开一种对多刺激(热、力、光)响应的双寿命(荧光、长余辉发光)、彩色(红、橙、黄、黄绿、绿)单相可再生发光材料及其制备方法。该材料的化学表达式为M_1-x-y-zNbO₃：xPr，yEr，其中M选自碱金属元素Li、Na、K中的任意一种或多种组合，0.001≤x≤0.05，0.001≤y≤0.1，-0.05≤z≤0.05。

本发明所公开的多维度可辨识的发光材料，其特征在于，0.003≤x≤0.03，0.003≤y≤0.08，-0.05≤z≤0.03。

本发明所公开的多维度可辨识发光材料采用固相合成法制备，包括以下步骤：

a)按元素化学计量比分别称取碱金属原料、Nb原料、Pr原料以及Er原料，加入适量去离子水或无水乙醇，充分研磨后烘干得到混合粉料；

b)将所述混合粉料在空气中进行预烧，冷却后得到冷却产物；

c)将所述冷却产物研磨混匀后，在空气中进行煅烧，得到煅烧产物；

d)将所述煅烧产物冷却后研磨成粉即得到所述多维度可辨识的发光材料。