[发明专利]一种超宽可见到近红外的长余辉荧光粉及其制备方法

说明书

本发明属于发光材料领域，公开了一种超宽可见到近红外的长余辉荧光粉及其制备方法。所述长余辉荧光粉的表达通式为Sr_2‑xSnO₄:xTm³⁺；其中0≤x≤0.05；Tm取代晶体中的Sr，x表示取代率；其晶体结构属于四方晶系，激活离子为Tm³⁺。分别称取锶、锡、铥金属或含锶、锡、铥的化合物原料研磨混匀后在氧化性气氛及800～900℃温度下预烧，然后取出研磨混匀后在氧化性气氛及1350～1500℃温度下灼烧，得到超宽可见到近红外的长余辉荧光粉。本发明仅通过单一的Tm离子掺杂，在锡酸盐基质中实现了可见到近红外均有长余辉发光的性能，具有超宽的长余辉发射带。

技术领域

本发明属于发光材料领域，具体涉及一种超宽可见到近红外的长余辉荧光粉及其制备方法。

背景技术

长余辉材料，因其在生物活体成像，光电信息存储，应急信号显示等领域表现出了潜在的应用而备受关注。根据其发光所在区域，余辉材料可以分为可见波段和近红外波段。传统的余辉材料通常只显示单一的发光波段，如可见区域的绿色SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺，红色ZnGa₂O₄:Eu³⁺以及蓝色CaAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺和近红外波段的Sr₃Sn₂O₇:Nd³⁺。通常采用共掺离子的方式，通过不同离子之间的能量传递，可以实现发光波段从可见到近红外的调控。学者在SrAl₂O₄:Eu²⁺中共掺Nd³⁺实现了可见到近红外发光。但是这种共掺设计，往往要求不同离子之间存在匹配的能量传递能级，这使得材料的设计要求变得困难。同时，共掺不同离子，增加了反应所需的原料，这在工艺生产中往往会提高成本。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种超宽可见到近红外的长余辉荧光粉。本发明荧光粉通过Tm³⁺掺杂的化学性质稳定的Sr₂SnO₄氧化物基质实现了多模、稳定、高效的可见到近红外波段的长余辉发光。

本发明的另一目的在于提供上述超宽可见到近红外的长余辉荧光粉的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种超宽可见到近红外的长余辉荧光粉，表达通式为Sr_2-xSnO₄:xTm³⁺；其中0≤x≤0.05；Tm取代晶体中的Sr，x表示取代率；其晶体结构属于四方晶系，激活离子为Tm³⁺。

上述超宽可见到近红外的长余辉荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)按表达通式为Sr_2-xSnO₄:xTm³⁺所示的元素摩尔比Sr:Sn:Tm＝2-x:1:x，其中0≤x≤0.05；分别称取锶、锡、铥金属或含锶、锡、铥的化合物原料；

(2)将步骤(1)称取的金属或化合物原料研磨混匀后在氧化性气氛及800～900℃温度下预烧；

(3)将步骤(2)预烧后的样品取出，研磨混匀后在氧化性气氛及1350～1500℃温度下灼烧，得到铥掺杂锡酸盐的超宽可见到近红外的长余辉荧光粉。

优选地，所述含锶的化合物原料为碳酸锶、氧化锶、硝酸锶中的任意一种。

优选地，所述含锡的化合物原料为二氧化锡、氧化亚锡中的任意一种。