一种多模态防伪荧光粉及其制备方法

本发明涉及稀土发光材料，尤其涉及一种多模态防伪荧光粉及其制备方法。

背景技术：

1、日前，仿冒产品（如货币、名牌商品、官方文件和药品等）己成为一个严重的社会问题，不仅带来巨大的经济损失，还对消费者的安全和健康造成不可估量的风险。开发先进的防伪材料来抵制假冒产品的传播，已成为迫切需要发展的技术。

2、荧光防伪法具有生产成本低、设计简便、环保、不易仿制等优点，是打击造假者的理想防伪手段。传统的荧光防伪材料一般表现为固定激发方式下的单色光发射，防伪特征明显，容易被造假者仿造，但如果将不同颜色荧光材料进行简单的混合，分散不均匀性有可能导致防伪性能大大降低。为了提高防伪安全级别，研究者开发了荧光材料的不同防伪模式，比如多波长光响应模式、长余辉模式等。这类荧光材料的难点在于将不同的防伪模式结合在同一基质材料中，仿冒者难以复制，因而具有广阔的应用前景。

3、迄今，已有许多关于多模态发光策略的报道和专利，主要体现在三个方面：（1）上转换发光和下转换发光结合，通过不同波长的激发光诱导相应掺杂离子发光，调控发光颜色；（2）变温发光，利用两种或多种稀土离子在不同温度下发光强度的变化，调控发光颜色；（3）余辉变色发光，利用不同掺杂离子的余辉寿命差异，实现发光颜色动态变化。但是，随着伪造技术的更新发展，这种防伪技术的特征己被造假者所熟知，开发新的防伪材料刻不容缓。

4、本发明提供的xtb3+, yeu3+:mg4-x-yga4ge3o16荧光粉，呈现出多模激发（254 nm激发下呈白中泛绿、365 nm激发下呈浅粉色）、动态发光（265 nm激发下发光颜色由粉白色逐渐转变成黄绿色）和余辉发光（绿色）的特征。这种发光特征的材料目前不能被任何替代品仿造，因此在先进防伪领域具有较高的安全性和极大的应用潜力。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多模态防伪荧光粉及其制备方法，该荧光粉制备工艺简单，成本低廉，具有特殊的发光特征。

2、本发明所提供的荧光粉的化学通式为xtb3+, yeu3+: mg4-x-yga4ge3o16，其中，x、y为对应元素的摩尔分数：0.01 ≤ x ≤ 0.02，0.02 ≤ y ≤ 0.04。

3、本发明所述荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）按化学计量比称取各元素的氧化物置于研钵中，加入适量无水乙醇充分研磨，混合均匀后，置于干燥箱内干燥；

5、（2）将干燥后的混合物置于马弗炉中，在氧化性气氛下，于800~1000 ℃下焙烧2~4h，随炉自然冷却至室温后，研磨均匀，得到预制粉体。

6、（3）将预制粉体置于马弗炉中，在氧化性气氛下，于1200~1400 ℃下焙烧4~8 h，随炉自然冷却至室温，研磨均匀，得到目标荧光粉。

7、本发明所制备的xtb3+, yeu3+:mg4-x-yga4ge3o16荧光粉在空气中长时间放置不会潮解，且具有特殊的发光特性：在265 nm紫外光激发下，由于发光中心（基质缺陷、tb3+、eu3+）之间存在明显的能量传递，荧光粉呈现由浅粉色（基质缺陷发光与eu3+发光的混合）、橙黄色（基质缺陷发光与tb3+、eu3+发光的混合）到黄绿色（基质缺陷发光与tb3+发光的混合）的连续变化；激发停止后，荧光粉呈现持续3 min的绿色余辉。该发光材料可广泛应用于光学防伪、光学信息存储等多学科领域。

技术特征：

1.一种多模态防伪荧光粉，其特征在于，呈现多模激发（254 nm激发下呈现白中泛绿、365 nm激发下呈现浅粉色）、动态发光（265 nm激发下发光颜色由浅粉色逐渐转变成黄绿色）和余辉发光（绿色）的特征。

2.根据权利要求1所述的一种多模态防伪荧光粉，其特征在于，所述荧光粉的化学通式为xtb3+, yeu3+: mg4-x-yga4ge3o16，x、y为对应元素的摩尔分数，其范围为0.01 ≤ x ≤0.02，0.02 ≤ y ≤ 0.04。

3.一种多模态防伪荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种多模态防伪荧光粉，呈现多模激发（254 nm激发下呈现白中泛绿、365 nm激发下呈现浅粉色）、动态发光（265 nm激发下发光颜色由浅粉色逐渐转变成黄绿色）和余辉发光（绿色）的特征。所述荧光粉的化学通式为xTb<supgt;3+</supgt;,yEu<supgt;3+</supgt;:Mg<subgt;4‑x‑y</subgt;Ga<subgt;4</subgt;Ge<subgt;3</subgt;O<subgt;16</subgt;，x、y为对应元素的摩尔分数，0.01≤x≤0.02，0.02≤y≤0.04。其制备流程为：按化学计量比称取各元素的氧化物，研磨混合均匀；将混合物置于马弗炉中，在氧化性气氛下，于800~1000℃下焙烧2~4 h，随炉自然冷却至室温后，研磨均匀；将所得预制粉体置于马弗炉中，在氧化性气氛下，于1200~1400℃下焙烧4~8 h，随炉自然冷却至室温，研磨均匀，得到目标荧光粉。该荧光粉发光性能独特，难以仿造，在先进防伪领域具有较高的安全性和极大的应用潜力。

技术研发人员：张瑞,蒋晨
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14