[发明专利]一种由蓝光激发的红外发光材料

说明书

技术领域

本发明属于物理学固体发光应用技术领域。

背景技术

现有光致发光材料常见分类为红外上转换发光材料、紫外发光材料。上转换发光材料主要是由红外不可见光源激发照射材料，材料发射出可见光；紫外发光材料主要是由紫外线、蓝光灯照射材料后，产生可见光发射，其主要有长余辉夜光材料、灯用发光材料等,前者是吸收紫外线后,产生长时间可见光余辉，中国专利200610131686.3揭示了ZnGa₂O₄掺杂锂的发出可见光白色长余辉材料的制备。

本发明通过制备一种红外发光材料，其能够被紫外光、蓝光、可见光激发，产生人类视觉不可见近红外光辐射，同时其具有长余辉辐射特性，使用夜视成像仪、手机摄像、数码相机等，可以清晰观测到近红外辐射发光。

本发明可以广泛应用于农用塑料薄膜、纺织服装、建筑保温材料、夜晚标记、印刷防伪、纳米生物标记、细胞成像等处。

发明内容

   一种由蓝光激发的红外发光材料，其特征是：基质材料为氧化镓, 其中添加氧化锌做激活剂，添加碳酸锂做共熔剂；使用两次高温烧结法制备，该材料在380nm-450nm可见光激发下，发射出700-1300nm的近红外光及紫红色可见光。

本发明在基质材料每克重量中，添加激活剂氧化锌的浓度是1%-40%，锌离子的加入，其可以产生600-1300nm范围的发光，激发光在380-430nm时有较高的发光效率产生，当然其在365nm或450nm等处也可以被激发。在基质材料每克重量中，添加共熔剂碳酸锂的浓度是15%-40%，锂离子与锌离子在共同作用下产生发光，该浓度下产生较强的发光，当然大于或小于该范围也可以有较弱发光。

本发明中的基质材料、激活剂材料、共熔剂、助熔剂材料，使用硫酸、硝酸、盐酸等溶解，再混合、沉淀、烘干、烧结。本发明可以使用干法直接混合基质材料、激活剂材料、共熔剂的氧化物等材料，也使用酸类溶解后混合、沉淀、烘干、氧化烧结，其制备的发光材料发光均匀，颗粒度较小。本发明中可以加入助熔剂材料降低烧结温度，如硼酸盐类、碳酸钙等，其烧结后可以是粉末或玻璃态。

本发明中的使用干法混合，再高温烧结，烧结时在空气、氮气、氢气氛保护下烧结，一次烧结温度700-900度，时间3-5小时，二次氧化烧结温度1200-1400度，时间4-5小时。本发明的发光材料由于是氧化物类，应该在空气中充分氧化，所以在氧气烧结中效果最好，单次烧结即使是高温效果也明显不如两次烧结。

本发明中的使用水热合成法合成，用封闭高压反应釜，反映温度100-300度，时间1-30小时，烘干，再在300-600度，氧化烧结1-5小时，制备出70-500纳米颗粒材料。当然本发明也可以使用空气快速燃烧法直接制备。本发明的纳米发光材料，也可以使用含有锂、镓、锌离子的有机化合物混合制备，并氧化。

本发明中的在基质材料中添加助溶剂，助溶剂可以是硼酸盐、碳酸钙、碳酸锰、碳酸镁等；在基质材料每克重量中，添加助溶剂的浓度是1%-10%，其可以降低烧结温度，提高亮度及扩大吸收与发射光谱范围。

具体实施方式

     一种由蓝光激发的红外发光材料，其特征是：基质材料为氧化镓, 其中添加氧化锌做激活剂，添加碳酸锂做共熔剂；使用两次高温烧结法制备，该材料在380nm-450nm可见光激发下，发射出700-1300nm的近红外光及紫红色可见光。基质材料、激活剂材料选择氧化物可以充分混合并降低氧化时间。

本发明中激活剂氧化锌的高纯度，可以提高发光效率，使用纳米材料可以降低烧结温度及时间。在基质材料每克重量中，添加激活剂氧化锌的浓度是1%-40%，当然大于或小于该范围也可以有较弱发光；锌离子的加入，其可以产生600-1300nm范围的发光，激发光在380-430nm时有较高的发光效率产生，当然其在365nm或450nm等处也可以被激发。本发明中共熔剂碳酸锂的高纯度，可以提高发光效率，使用纳米材料可以降低烧结温度及时间。在基质材料每克重量中，添加共熔剂碳酸锂的浓度是15%-40%，锂离子与锌离子在共同作用下产生发光，该浓度下产生较强的发光，当然大于或小于该范围也可以有较弱发光。本方法制作的发光材料，当激发光源停止照射后，低亮度红外发光可以持续20-100小时，甚至更长。