[发明专利]一种紫外和蓝光双重激发近红外荧光粉、制备方法及应用

说明书

本发明适用于发光材料技术领域，提供了一种紫外和蓝光双重激发近红外荧光粉，所述近红外发射荧光材料的化学组成式为Casubgt;3‑y/subgt;Mgsubgt;1‑/subgt;subgt;z/subgt;Nasubgt;y/subgt;Sbsubgt;2‑x/subgt;Alsubgt;2+z/subgt;Osubgt;12/subgt;xCrsupgt;3+/supgt;，其中x的取值范围为0‑0.05，y的取值范围为0‑1，z的取值范围为0‑1；一种紫外和蓝光双重激发近红外荧光粉的制备方法，包括以下步骤：步骤一、获取Ca原料、Mg原料、Na原料、Sb原料、Al原料和Cr原料备用；步骤二、按照Ca:Mg:Na:Sb:Al:Cr＝3‑y:1‑z:y:2‑x:2+z:x准确称取原料置于玛瑙研钵中；步骤三、向玛瑙研钵中加入分散介质，研磨均匀后得到基础混合料；步骤四、将步骤三制得的基础混合料暴露在空气中进行高温烧结工艺，得到具备高效率和高热稳定性的紫外和蓝光双重激发近红外荧光粉Casubgt;3‑y/subgt;Mgsubgt;1‑z/subgt;Nasubgt;y/subgt;Sbsubgt;2‑x/subgt;Alsubgt;2+z/subgt;Osubgt;12/subgt;xCrsupgt;3+/supgt;。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种紫外和蓝光双重激发近红外荧光粉、制备方法及应用。

背景技术

近红外光源在生物成像、光生物调节、全光谱照明、太阳模拟器以及光谱分析技术等诸多领域具有不可替代的作用。近年来，随着手机、智能手表等移动电子设备的多功能化和大规模普及，科研工作者提出将近红外光谱技术集成到手机等便携设备中的设想，以实现对食品营养成分及人体状态的随时检测。该技术具有快速、非损伤检测的特点对于解决食品安全问题、健康饮食问题、癌症早期诊断等均具有重要作用。然而，目前近红外发光二极管主要制备方式是通过蓝光芯片激发近红外荧光粉实现的，该方法得到的近红外发射带较窄且效率较低，不能满足应用要求。因此开发一种价格低、效率高、热稳定性优秀的新型宽带近红外荧光材料是一件十分有意义的工作。

目前报道可以实现近红外发射的稀土离子很多，然而相比于白光发光二极管，近红外发光二极管中“蓝光→近红外光”转换的量子缺损(Stokes能量损耗) 更大，因此近红外发射在本质上更难实现高效率和高热稳定性。例如日本的Fuchi 课题组从2008年开始，系统性地报道了Pr³⁺、Nd³⁺、Yb³⁺、Sm³⁺、Tm³⁺掺杂的 Bi₂O₃-Sb₂O₃-B₂O₃近红外玻璃荧光粉，并实现了最高1mW@815mA输出的宽带近红外发光二极管，能够测量0.01×10^-6的农药残留，但由于Fuchi采用的发光中心为三价稀土离子其源于f-f电子组态内部的电子跃迁是宇称禁戒的，吸收能力弱，因此该荧光粉的量子效率仅为0.02-2％。与稀土离子相比，过渡金属Cr³⁺在内量子效率和光谱可调性等方面均已表现出明显优势。例如张亮亮报道的Cr³⁺掺杂Ca₂LuZr₂Al₃O₁₂宽带近红外荧光粉其内量子效率达到69.1％，实现了 46.09mW@100mA、54.29mW@130mA的近红外发光二极管，但热稳定性相对较差，所以Cr³⁺掺杂宽带近红外荧光粉在近红外发射范围，发光效率，热稳定性等方面都还有提升空间，同时在三个方面性能优良的材料还很缺乏，而且还有大量的新材料有待探索。

有鉴于此，有必要设计一种高效率，高热稳定性的新型宽带近红外发射荧光材料及其制备方法，更适用于大功率近红外发光二极管方面，以解决上述问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种紫外和蓝光双重激发近红外荧光粉、制备方法及应用，旨在提供一种高量子效率以及优秀的热稳定性的紫外和蓝光双重激发近红外荧光粉。