[发明专利]一种石榴石基长余辉发光材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石榴石基长余辉发光材料，所述石榴石基长余辉发光材料具有式(I)所示的通式；其中，M选自Sr和/或Ba；R为稀土元素；0.0006≤x≤0.18，0≤a≤0.5,0≤b≤4。与现有技术相比，本发明提供的是一种以MR₂Al_4‑bGa_bSiO₁₂为基质，三价Pr离子为发光中心，二价锌离子与三价稀土离子掺杂的长余辉材料，该长余辉材料可以有效被紫外光特别是254nm的紫外光激发，余辉明亮，且余辉光谱中同时含有紫外、可见及近红外光，余辉时间较长，最长可持续4小时；同时该长余辉材料制备工艺简单，原料成本低廉，产品化学性质稳定、蓬松非常易研磨，无放射性，不会对环境造成危害。M_1‑aZn_aR_2‑xAl_4‑bGa_bSiO₁₂:xPr³⁺式(I)。

技术领域

本发明属于长余辉发光材料技术领域，尤其涉及一种石榴石基长余辉发光材料及其制备方法。

背景技术

长余辉发光材料也被称作储光材料或者夜光材料，该材料能有效的吸收紫外或者可见光，存储能量，并在激发停止后仍可以光的形式将这些能量释放出来，在不同的基质材料中持续发光的时间从几秒到数周不等。迄今为止，长余辉发光材料广泛用于照明、应急指示、光催化、交流LED、防伪、生物荧光成像等领域。

现阶段对长余辉发光材料的研究主要集中在可见光及近红外波段，如：蓝色长余辉材料CaAl₂O₄:Eu²⁺,绿色长余辉材料SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺，在应急照明和夜间显示等领域具有广泛的应用；近红外余辉材料Zn₃Ga₂Ge₂O₁₀:Cr³⁺广泛应用于生物成像和生物传感器等领域。然而，在发射波段为200～400nm的紫外余辉发光材料却鲜有报道，相关的研究进展缓慢，但是由于紫外长余辉材料能够持续产生紫外光，使其可以在无激发状态下实现光催化、光动力疗法、杀菌消毒以及3D打印等方面的应用，具有潜在的实用价值和应用前景，近年来一直是研究的热点。

因此，开发一种单一基质掺杂稀土后能够在紫外光的激发下同时发射紫外、可见、近红外光的长余辉发光材料可以满足诸多应用需求，具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可同时发射紫外光、可见光与近红外光的石榴石基长余辉发光材料及其制备方法。

本发明提供了一种石榴石基长余辉发光材料，所述石榴石基长余辉发光材料具有式(I)所示的通式：

M_1-aZn_aR_2-xAl_4-bGa_bSiO₁₂:xPr³⁺式(I)；

其中，M选自Sr和/或Ba；R为稀土元素；

0.0006≤x≤0.18，0≤a≤0.5,0≤b≤4。

优选的，所述R选自La、Nd、Gd、Lu、Sc与Y中的一种或多种。

优选的，0.01≤x≤0.09；0.01≤a≤0.2；1≤b≤3。

优选的，所述石榴石基长余辉发光材料如式(I-1)～式(I-14)所示：