[发明专利]一种钬离子掺杂的钽酸盐发光材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种钬离子掺杂的钽酸盐发光材料及其制备方法与应用，该发光材料的化学通式为La_2‑2xHo_2xTa₁₂O₃₃，其中基质为稀土钽酸盐La₂Ta₁₂O₃₃，x为激活剂Ho³⁺离子的掺杂摩尔比，0.001≤x≤0.30；该材料采用高温固相法制备得到，样品在紫外光的激发下发射出～1200纳米的近红光，发光强度高，光谱宽，在激光输出、信息通讯领域有着潜在的应用。本发明的钽酸盐发光材料制备简单、生产成本低。

技术领域

本发明涉及无机发光材料领域，特别涉及一种钬离子掺杂的钽酸盐发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

近红外光指的是波长范围为700～2500纳米的电磁波，与可见光不同，通常物体对于近红外光的吸收很小，很多物体在近红外光面前几乎“透明”，并且近红外光在传播过程当中受其他物质影响较小。由此，产生了研究近红外光与物质相互作用的近红外技术。作为一个新兴的、具有独特功能的光学技术领域，近红外技术在军事侦察、红外伪装、物质分析、医疗检测、非线性光学材料等多个领域发挥着重要作用。

稀土发光材料是一种重要的功能材料之一，是在外界光的激发下，由激活剂稀土离子的4f外层电子在不同能级间跃出而产生的辐射。稀土离子因其特殊的外层电子结构，而具有比过渡金属离子所无法比拟的光谱性质，近年来，随着稀土元素的分离、提纯技术的长足进步，稀土发光材料的研究和应用得到显著发展，稀土发光材料已广泛应用在显示照明、显像、新光源、医学放射图像、辐射场的探测和记录等领域等各个方面。

在众多稀土离子中，Ho³⁺作为激活离子，直接激发Ho³⁺离子的发光效率较低，缺乏实用价值。因此，通过寻找合适的敏化基质、实现基质到稀土Ho³⁺离子的能量传递、提高Ho³⁺近红外发光强度，是一种重要的方法和途径。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种钬离子掺杂的钽酸盐发光材料，其在紫外波段能够被有效激发，实现近红外发光，实现基质光吸收对Ho³⁺离子的敏化作用。

本发明的目的之二是提供上述钬离子掺杂的钽酸盐发光材料的制备方法，制备条件简单，无污染。

本发明的目的之三是提供上述钬离子掺杂的钽酸盐发光材料的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种钬离子掺杂的钽酸盐发光材料，其化学通式为：La_2-2xHo_2xTa₁₂O₃₃，其中基质为稀土钽酸盐La₂Ta₁₂O₃₃，x为激活剂Ho³⁺离子的掺杂摩尔比，0.001≤x≤0.30。

该材料在紫外光激发下发射出主波长在1200纳米的近红外光。

本发明提供的上述钬离子掺杂的钽酸盐发光材料的制备方法，采用高温固相法，具体包括以下步骤：

(1)根据化学通式La_2-2xHo_2xTa₁₂O₃₃中各元素的化学计量比，分别称取含镧离子La³⁺的化合物、含钬离子Ho³⁺的化合物、含钽离子Ta⁵⁺的化合物，研磨并混合均匀，得到原料混合物；其中0.001≤x≤0.30；

(2)将步骤(1)得到的原料混合物置于马弗炉中，在空气气氛下预煅烧，预煅烧温度为900～1100℃，预煅烧时间为1～6小时；