[发明专利]一种Fe3+

说明书

本发明提供了一种Fesupgt;3+/supgt;掺杂的近红外发光材料、其制备方法及应用。所述近红外发光材料的通式如式Ⅰ所示，通过以Fesupgt;3+/supgt;作为激活离子，以锑酸盐Asubgt;2/subgt;Msubgt;1‑x/subgt;SbOsubgt;6/subgt;(0＜x≤0.05)作为基质材料，其中，Fesupgt;3+/supgt;通过替代基质材料中部分元素M的位置，同时控制Fesupgt;3+/supgt;与元素M的比例，使得该发光材料在近红外范围有发射强度较强且发射峰较宽的发射，且热稳定性高、化学性质稳定。同时，Fesupgt;3+/supgt;作为激活离子无毒无害且便宜，便于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于无机发光材料领域，具体涉及一种Fe³⁺掺杂的近红外发光材料、其制备方法及应用。

背景技术

近红外光源具有快速、方便、低背景噪声、大穿透深度和无创伤分析等优点，在现代农业、安全监测、食品加工、生物医疗、国防军工等领域有着广泛的应用。传统的近红外光源有卤钨灯和半导体红外LED，然而前者存在功耗高、灯泡温度高、光谱不稳定、效率低且体型较大的缺点，后者仅产生波段窄的近红外发射，无法满足宽带发射的应用需求，因此在设计小型光谱分析模块和许多其它实际应用方面都受到限制。而新型的近红外荧光转换发光二极管(pc-LED)因具有光谱可调、体积小、效率高等优点，已然成为一种很有前途的固态近红外光源。而pc-LED的光谱性能(包括光谱强度、热稳定性)主要依赖于近红外荧光粉(即近红外发光材料)的光谱性能。因此，发展高效和宽带发射的近红外(NIR)发光材料具有重要的实际意义。

有研究报道，将稀土离子掺杂到无机基质中来制备近红外发光材料，但由于稀土离子的f-f跃迁，大多数稀土离子具有相对狭窄的激发和发射光谱，仍无法满足某些红外设备的应用需求。目前，常用的近红外发光材料通常掺杂三价铬离子，并以其作为发光中心，通常可以在650～1200nm范围内提供宽带发射光谱，但由于铬离子有毒、价格较高，且热稳定性较差，在应用中受到了限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种Fe³⁺掺杂的近红外发光材料、其制备方法及应用。所述近红外发光材料不含毒性物质，化学稳定性好，成本低，同时具有高发光效率和宽带发射的特点。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种Fe³⁺掺杂的近红外发光材料，其通式如式I所示：

A₂M_1-xSbO₆:xFe³⁺式I；

其中，元素A选自Ca、Sr或Ba中的任意一种或多种；

元素M选自Sc、Y、La、Gd、Lu、In、Al或Ga中的任意一种或多种；

0＜x≤0.05。

优选地，0.01＜x≤0.05。

优选地，所述近红外发光材料的晶体结构为双钙钛矿结构。

优选地，0.01＜x≤0.05。