[发明专利]一种基于二价铕离子、三价铕离子激活的硅酸盐及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于二价铕离子、三价铕离子激活的硅酸盐及其制备方法和应用，本发明利用同种元素作为激活剂，降低对合成工艺的要求，具体是通过掺杂同一元素不同价态的两种激活剂，获得双重发光效果，其中掺杂的三价铕离子具有良好的热稳定性，呈红光，二价铕离子对温度变化响应灵敏，为蓝色，而当两者同时存在时即可实现在不同温度下变化出不同颜色，并且本发明的材料热稳定性好，在高温下也可以实现快速响应，且两者的有效激发波长不一，可实现发光颜色随着激发波长变化而变化的效果，外界条件可以同时施加，可表现出不同于单独刺激的效果，可应用于多维度加密光学领域。

技术领域

本发明涉及光学防伪材料技术领域，更具体地，涉及一种基于二价铕离子、三价铕离子激活的硅酸盐及其制备方法和应用。

背景技术

随着技术的发展，仿造成了威胁全球信息安全的一大问题，因而信息加密技术亟待发展。其中光学防伪由于自身的高灵敏度、多条件刺激响应等优点而备受青睐。多重加密光学材料大多具有多条件响应的发光特性，比如材料发光的相对强度以及CIE色度坐标等会随着外部条件如温度、激发波长等变化而变化，继而表现出多重加密特性。但是目前常用的有机无机杂化体系刺激模式单一，热稳定性差，而碱土硅酸盐属于无机体系，该体系具有较好的化学稳定性，良好的生物相容性等特点，并且材料易得，价格实惠，故常用作光学基质材料而被广泛应用。如中国专利CN111704900A公开了一种基于二价铕离子、二价锰离子激活的硅酸盐及其制备方法和应用，其中利用二价铕离子、二价锰离子作为激活剂，通过掺杂两种不同元素作为激活剂使其具有防伪特性，但是掺杂不同的元素作为激活剂，对合成工艺的要求较高，因此需要一种合成工艺简单，且具有防伪特性的硅酸盐材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的掺杂多种元素作为激活剂的硅酸盐材料合成工艺要求较高的缺陷和不足，提供一种基于二价铕离子、三价铕离子激活的硅酸盐，其中掺杂的是同种元素不同价态的离子作为激活剂，即采用二价铕离子、三价铕离子两种掺杂离子作为激活剂，通过调控掺杂离子的含量，实现了材料随激发波长、温度变化呈现不同颜色，同时在高温中保持良好稳定性，实现快速响应，可应用于多维加密的防伪材料中。

本发明的又一目的是提供一种基于二价铕离子、三价铕离子激活的硅酸盐的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种基于二价铕离子、三价铕离子激活的硅酸盐的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种基于二价铕离子、三价铕离子激活的硅酸盐，化学式为Ca_1-xEu_xMgSi₂O₆，0.001＜x≤0.04。

本发明提供一种基于二价铕离子、三价铕离子激活的硅酸盐，以硅酸盐CaMgSi₂O₆作为基质材料，掺杂一种元素作为激活剂，具体地，二价铕离子、三价铕离子均占据Ca格位，配位数是8，配位原子是氧，二价铕离子、三价铕离子大量共存，当样品在还原气氛中合成，样品发光以二价铕离子特征发光为主，为宇称允许的4f-5d跃迁，其辐射寿命极短(几百纳秒数量级)，对于外界刺激可以快速响应；当样品在氧化气氛中合成，样品发光以三价铕离子特征发光为主，为宇称禁阻的4f-4f跃迁，其受外界影响较小，寿命较长(几十毫米数量级)，荧光热稳定性良好，可实现在高温条件下持续而明亮的发光；将这两种离子作为共同掺杂剂，因其发光强度、寿命、热稳定性和有效激发波长的不同，在不同的波长和温度条件下会呈现不同的发光颜色，两种颜色的组合具有丰富而明显的颜色变化。因此，本发明的硅酸盐材料可以根据外界刺激的不同，如温度、激发波长等迅速变化颜色，在高温下(380K)以上仍可以维持较亮的发光强度，具有优异的防伪特性。

优选地，所述0.005≤x≤0.035。

优选地，所述x为0.02。

本发明保护上述基于二价铕离子、三价铕离子激活的硅酸盐的制备方法，包括如下步骤：