[发明专利]一种混合态红外荧光材料及其制备方法

说明书

一种混合态红外荧光材料及其制备方法，涉荧光材料。混合态红外荧光材料的化学通式为La₂Hf_2‑xCr_xO_7‑0.5x·yLaGaO₃。制备时，将La前驱体和Ga前驱体混合，在空气气氛下，进行高温固相反应，得中间体；将中间体、La前驱体、Hf前驱体和Cr前驱体混合，在还原气氛下，进行高温固相反应，得混合态红外荧光材料。混合态红外荧光材料以Cr³⁺为激活剂，合成温度相对较低，能被蓝光激发而发射近红外光，从而使混合态红外荧光材料可应用于近红外光LED器件。

技术领域

本发明涉荧光材料，尤其是涉及一种混合态红外荧光材料及其制备方法。

背景技术

首先，近红外分析技术是分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目。与传统分析技术相比，近红外光谱分析技术具有诸多优点，它能在几分钟内，仅通过对被测样品完成一次近红外光谱的采集测量，即可完成其多项性能指标的测定。光谱测量时不需要对分析样品进行前处理；分析过程中不消耗其它材料或破坏样品；分析重现性好、成本低。

其次，近红外分析技术实现的前提是适宜的近红外光谱光源，且光源的近红外范围内的光谱越宽，效能越好。传统的近红外光源，如氙灯，体积大，发热量高，使用寿命短。近红外LED芯片，具有结构坚固，体积小巧，节能等优点，在一定程度上克服了氙灯的缺点，但LED的光谱范围较窄，需要多颗不同发光波段的芯片拼合才能获得较宽的光谱，但不同类型的芯片老化速率不同，这导致全芯片的近红外LED光源光谱的稳定性较差。而基于蓝光芯片激发近红外荧光材料的近红外LED光源，近红外光谱全部来源于荧光材料本身的荧光，只要保证荧光材料的性能足够稳定，光谱足够宽，则制造令人满意的近红外光源就会成为可能。

再次，同样是三价元素，Eu³⁺和Cr³⁺却表现出完全不同的发光性质。一般而言，Eu³⁺的发光较少受到晶体场的影响，在不同的材料体系中，Eu³⁺通常表现出半高宽非常窄的线状发射光谱，发射峰大致会出现在595nm或(和)611nm等位置附近。等比如在Y₂O₂S:Eu³⁺(1、Jinyong Kuang，Yingliang Liu，Dingsheng Yuan，Preparation and Characterizationof Y₂O₂S:Eu³⁺ Phosphor via One-Step Solvothermal Process，Electrochem.Solid-State Lett.，2005，8(9):H72-H74)、SrY₂O₄:Eu³⁺(2、Vikas Dubey，Jagjeet Kaur，Sadhana，Agrawal，et al，Synthesis and characterization of Eu³⁺doped SrY₂O₄phosphor，Optik，2013，124(22):5585-5587)、LaAlO₃:Eu³⁺(3、P.J.Dereń，J.C.Krupa，Spectroscopicinvestigations of LaAlO₃:Eu³⁺，Journal of Luminescence，2003，102-103:386-390)等。而Cr³⁺的发光受晶体场及其他因素影响极大，因此表现出完全不同于Eu³⁺的发光性质。在某些材料体系中，如Al₂O₃:Cr³⁺(4、Geeta Rani，P.D.Sahare，Structural andphotoluminescent properties of Al₂O₃:Cr³⁺ nanoparticles via solutioncombustion synthesis method，Advanced Powder Technology，2014，25:767-772)，其发射光谱非常窄(半高宽只有几纳米)；但是在另外的某些材料体系中，如La₃GaGe₅O₁₆:Cr³⁺(5、Shaoan Zhang，Yihua Hu，Li Chen，et al，La₃GaGe₅O₁₆:Cr³⁺phosphor:the near-infraredpersistent luminescence，Optical materials express，2016，6(4):1247)，Cr³⁺又会表现出超宽的发射光谱。因此Cr³⁺的发光显然是不可预测的，除了其发光峰的位置不可预测，发射光谱是宽还是窄，更是难以预测。