[发明专利]一种锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉，化学通式为Na₂CaSn_2‑xGe₃O₁₂:xMn²⁺；其中0.01≤x≤2.0％；Mn取代晶体中的Sn，x表示取代率；激活离子为Mn²⁺。本发明还公开了一种锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉的制备方法。本发明的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉，在254nm紫外光激发下，具有500～750nm波段的长余辉发射，余辉时间20s以上，从而可以实现紫外光到橙红光的转化，本发明的荧光粉的余辉发射波段较商用的蓝色、绿色长余辉材料长，扩宽了长波段长余辉材料的应用，并且部分波段落入了第一生物窗口(650‑950nm)，有望实现生物应用。

技术领域

本发明涉及发光材料领域，特别涉及一种锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉及其制备方法。

背景技术

长余辉材料，指的是在激发光源停止以后还能够持续发光的材料作为一种储能的材料而受到关注。现有的长余辉研究中，较多地关注蓝色和绿色部分。现在成熟的商用长余辉材料主要有绿色长余辉材料(SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺)和蓝色长余辉材料(CaAl₂O₄:Eu²⁺,Nd³⁺)。但是更长波长的长余辉材料，如红色的长余辉材料却报导很少。这些波段，一方面能够拓宽余辉材料在更长波段的研究，另一方面，余辉材料在生物等实际应用中急切需要这些波段的材料。虽然现已经出现稀土掺杂的红色长余辉材料，但是，过渡金属掺杂的红色长余辉材料仍然十分缺乏，所以开发新型的过渡金属离子掺杂的红光长余辉材料对于长余辉材料领域的发展十分重要。此处我们发现的Mn²⁺掺杂的锗锡酸盐，采用的价廉的过渡金属离子作为激活离子，并且发光在500～750nm之间的余辉，对比两种商用的长余辉材料，对于长余辉材料向更长波段，更价廉的激活离子的开发应用有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉，采用价廉的过渡金属离子作为激活离子，并且发光在500～750nm之间的余辉。

本发明的另一目的在于提供一种掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉的制备方法，制备条件简单，采用一步高温固相法，灼烧温度1250℃，灼烧时间5h,便于量产。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉，化学通式为Na₂CaSn_2-xGe₃O₁₂:xMn²⁺；其中0.01≤x≤2.0％；Mn取代晶体中的Sn，x表示取代率；激活离子为Mn²⁺。

所述的锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉，其晶体结构属于立方晶系。

所述的锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉，x＝1.5％。

一种锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)按化学通式为Na₂CaSn_2-xGe₃O₁₂，其中x为摩尔分数，0≤x≤2.0％；称量含Na元素的化合物、含Ca元素的化合物、含Sn元素的化合物、含Ge元素的化合物和含Mn元素的化合物，研磨均匀，得到混合物料；Mn取代晶体中的Sn,x代表取代率；

(2)将步骤(1)得到的混合物料进行煅烧，煅烧温度T为1250℃，煅烧时间t为2～7h，随炉冷却至室温后，研磨即得锰掺杂的橙色锗锡酸盐长余辉荧光粉。

所述含钠元素的化合物为碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠、草酸钠和醋酸钠中的任意一种。