[发明专利]一种红光-近红外长余辉发光材料及其制备方法

说明书

本发明提供的红光‑近红外长余辉发光材料，以CaZnGe₂O₆为基质，Bi²⁺作为激活离子，其中，Bi²⁺的质量含量为0.3％≤x≤5％，最终获得的发光波长位于600nm～800nm，发光峰位于660～675nm处，余辉时间大于3600秒。这种红光‑近红外长余辉发光材料的发光中心和发光峰均不同于现有技术，为近红外长余辉发光材料在医学领域的应用提供了更多的选择。同时，本发明原材料取材广泛，价格低廉，制备方法简单，易于大规模推广。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种红光-近红外长余辉发光材料及其制备方法。

背景技术

长余辉材料就是在经历一段时间激发(例如X光激发、紫外光激发、可见光激发或电子束激发等)后，停止激发仍然能够观察到发光的材料。这样的发光在不同的材料中持续时间不同，少到几秒，多到几周。

早期长余辉材料的研究对象主要集中于硫化物，例如ZnS：Cu(绿光)，CaS：Bi(蓝光)，CaS：Eu，Tm(红光)，但是硫化物的稳定性较差。后来发展的稀土掺杂铝酸盐长余辉发光材料(SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺，CaAl₂O₄：Eu²⁺，Nd³⁺)和硅酸盐材料(MgSiO₃：Eu²⁺，Dy³⁺，Mn²⁺，Ca₃MgSi₂O₈：Eu²⁺，Dy³⁺等)余辉时间长，亮度大，耐水耐碱性能好，但长余辉材料的发光波段都是停留在可见光区域，有关近红外长余辉发光材料的研究还是比较少。

随着长余辉材料在生物医学领域应用的增多，研究者发现，近红外长余辉发光材料可以用于活体分子目标的探测，因为生物体血液和组织在这个波长范围内是相对透明的，从而减少了体内背景干扰造成的难题。而且相对于其他的成像标记材料，长余辉材料用以作为生物荧光标记材料独一无二的优点是可以用来观察标记材料的扩散，这是其他任何标记材料所不具备的。显然，结构稳定、化学稳定性好、价格低廉、制备方法简单、易于大规模推广的近红外长余辉发光材料具有很好的应用前景。然而，由于人体组织具有波长选择性，目前的近红外长余辉发光材料发光中心和发光波段并不能满足医学领域的需求，因而，开发不同发光波段的长余辉发光材料是非常有意义的。

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红光-近红外长余辉发光材料，其发光波长位于600nm～800nm之间，发光峰位于660～675nm处，余辉时间大于3600秒。

本发明提供了一种红光-近红外长余辉发光材料，如式(Ⅰ)所示：

CaZnGe₂O₆：xBi²⁺ (Ⅰ)

其中，Bi²⁺的质量含量为0.3％≤x≤5％。

优选的，Bi²⁺的质量含量为0.3％≤x≤0.5％。

本发明还提供了一种红光-近红外长余辉发光材料的制备方法，包括以下步骤：

将含钙化合物、含锌化合物、含锗化合物和含铋化合物混合，在1000～1150℃烧制4～6h，得到红光-近红外长余辉发光材料。

优选的，所述含钙化合物为碳酸钙和/或氧化钙。

优选的，所述含锌化合物为氧化锌和/或碳酸锌。

优选的，所述含锗化合物为氧化锗。

优选的，所述含铋化合物为氧化铋。