[发明专利]一种锗酸盐长余辉发光材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锗锡酸盐长余辉发光材料及其制备方法，涉及无机功能材料技术领域。本发明的长余辉发光材料以锗酸镓为基体，所述长余辉发光材料具有如下化学式组成：Ga₄GeO₈：xLn³⁺，其中，Ln为三价稀土离子和/或三价过渡金属离子；x为摩尔百分含量。本发明的长余辉发光材料余辉衰减较慢，余辉发射时间可持续数小时，而且通过不同掺杂的离子能够形成多种不同颜色的发光和余辉颜色，具有较好的应用前景和广泛的应用领域。

技术领域

本发明涉及无机功能材料技术领域，且特别涉及一种锗酸盐长余辉发光材料。

背景技术

长余辉发光材料被广泛应用在夜间应急指示、光电子器件或元件、仪表显示、低度照明、家庭装饰灯领域，更有望应用于信息处理、新能源、生命科学和宇宙尖端科技领域，长余辉发光材料的应用可谓是影响未来科技的发展。

长余辉现象是一种在撤掉激发源后，依旧可以持续发光数分钟到数小时的光学现象。其过程分为能量吸收、能量储存和能量释放及余辉发光阶段。长余辉材料是一种新型能量存储与电子俘获材料，它不仅可以应用到紧急照明与显示等传统领域，也可以应用于高能射线探测、光纤温度计、工程陶瓷的无损探测以及超高密度光学存储与显示等高新科技领域。在生物体内成像、肿瘤检测等领域也具有潜在的应用价值。长余辉发光材料近年来备受人们关注，由于其环保无害，可循环使用等特性，其研究和开发得到了迅猛的发展。

自从SrAl₂O₃:Eu²⁺,Dy³⁺被Matsuzawa等人开发出来后，由于其高亮度的优良特性，人们对碱土金属铝酸盐的研究热情一直未减，研究重点也一直放在开发Eu²⁺掺杂的长余辉发光材料。目前现有技术中比较常用的长余辉材料基本为铝酸盐和硅酸盐两大类，例如：SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺(520nm)，蓝光CaAl₂O₄:Eu²⁺，Nd³⁺(450nm)，蓝光Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺，Dy³⁺(486nm)，蓝光Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺，Dy³⁺，绿光Ca₂MgSi₂O₇:Eu²⁺，Dy³⁺，对于铝酸盐，主要缺点是不稳定易潮解，硅酸盐虽然稳定性能但其发光性能不如铝酸盐。而且目前硅酸盐和铝酸盐主要是以Eu²⁺为激活剂，但Eu²⁺掺杂材料一般需要氢气环境还原，设备和环境要求较高，且发光波段大多限制在蓝绿光。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锗酸盐长余辉发光材料，此长余辉发光材料化学性能稳定，由于基体本身具有丰富的本征缺陷，通过不同离子掺杂可以实现不同颜色的发光和余辉，本发明的以锗酸镓为基体、三价稀土离子和/或三价过渡金属离子为激活剂的长余辉发光材料具有较强的余辉和余辉持续时间，余辉衰减较慢。

本发明的另一目的在于提供一种锗酸盐长余辉发光材料的制备方法，以制备本发明的锗酸盐长余辉发光材料，其原料Ga、Ge是常见的长余辉基体元素，材料可循环重复使用，而且制备方法简单、易操作、设备要求较低。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种锗酸盐长余辉发光材料，所述长余辉发光材料以锗酸镓为基体，以三价稀土离子和/或三价过渡金属离子为激活剂。