[发明专利]一种红色长余辉发光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种红色长余辉发光材料及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。本发明的红色长余辉发光材料，化学式为Na₂Ca_1‑xGe₆O₁₄:xPr³⁺，其中0.003≤x≤0.015；本发明将高纯的Na₂CO₃、CaCO₃、GeO₂和Pr₆O₁₁进行湿磨得到混合粉料；将混合粉料置于温度为1050‑1150℃、空气氛围中焙烧6~8h，冷却至室温，研磨即得红色长余辉发光材料。本发明Pr³⁺掺杂Na₂CaGe₆O₁₄长余辉发光材料，通过调整稀土掺杂浓度从而调整其缺陷态结构，实现红色长余辉发光，在室温下撤去激发光源后达到640 s的红色长余辉发光。

技术领域

本发明涉及一种红色长余辉发光材料及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。

背景技术

长余辉发光材料是一种在撤去激发光源后仍能够持续数秒，数分钟甚至数个小时的发光材料。通常，长余辉发光材料的余辉时间主要依赖于材料内部的缺陷浓度和深度。在室温条件下，适合于长余辉发光的缺陷深度为300-350K，缺陷浓度越大，俘获的载流子越多，相应的余辉时间越长。

目前为止，较多的长余辉发光材料已经被研究并广泛应用于应急照明，安全显示器，电子显示器等。尤其是已经商用的蓝色长余辉发光材料为CaAl₂O₄:Eu²⁺,Nd³⁺,绿色成余辉发光材料SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺，优异的余辉性能使得它们备受关注。现如今虽然蓝色到黄色波段的长余辉发光材料取得了重大的研究成果，尤其是在铝酸盐，硅酸盐和镓酸盐系统中开发了高效的长余辉发光材料，但是他们由于穿透能力较弱，信噪比较低，对于目前的生物标记及生物成像等应用极为的不利，随着研究发展的需要，对于体内成像中的标记物和生物成像中的光学探针应用的材料的研究越来越受到人们的重视。

现有的红光发射长余辉发光材料主要是硫氧化物系列的长余辉发光材料，是目前红色长余辉发光材料中长余辉发光特性最好的材料，材料体系主要是Eu²⁺和Sm³⁺激活的Y₂O₂S稀土硫氧化物材料。但合成材料成本太高，合成过程中有可能生成一些对空气有害的含硫的物质，同时合成的材料也有可能具有含毒物质，物理化学稳定性差，不利于材料的实际应用。因此合成无毒，制备条件简单地的新型红色长余辉发光材料是目前的重中之重。

发明内容

针对红色长余辉的荧光粉的技术问题，本发明提供一种红色长余辉发光材料的制备方法，本发明Pr³⁺掺杂Na₂CaGe₆O₁₄长余辉发光材料，通过调整稀土掺杂浓度从而调整其缺陷态结构，实现红色长余辉发光，在室温下撤去激发光源后达到640 s的红色长余辉发光。

一种红色长余辉发光材料，化学式为Na₂Ca_1-xGe₆O₁₄: xPr³⁺，其中0.003≤x≤0.015。

一种红色长余辉发光材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）将高纯的Na₂CO₃、CaCO₃、GeO₂和Pr₆O₁₁进行湿磨得到混合粉料；