一种钽酸盐近红外荧光材料及其制备方法

本发明属于近红外光致发光荧光，具体涉及一种钽酸盐近红外荧光材料及其制备方法。

背景技术：

1、金属氧化物作为新一代发光材料在以下方面具有显著的优势：①高效发光：金属氧化物可以通过激发电子跃迁来发光，其内部能级结构和电子能带结构使得它们能够产生高效的发光效果。这使得金属氧化物成为一种非常亮且高效的发光材料。②高稳定性：金属氧化物在高温和潮湿环境下通常具有很高的稳定性。与其他发光材料相比，金属氧化物的发光性能在长时间使用和恶劣环境中不容易衰减。这使得金属氧化物在各种应用中具有更长的使用寿命。③宽发光光谱范围：金属氧化物可以通过调整其化学组成和晶体结构来实现宽波段的发光。这使得金属氧化物可以发射多个波长的光，从紫外线到可见光以及红外线。这种特性使得金属氧化物在不同领域中具有广泛的应用潜力。④可调控性：金属氧化物的发光性能可以通过调整其组分、晶体结构和杂质掺杂来进行定制。这意味着可以根据特定需求来设计和合成金属氧化物材料，以实现所需的发光性能，如发光强度、波长和发光时间等。⑤丰富的应用领域：金属氧化物具有广泛的应用潜力。它们可以用于发光二极管(led)和有机发光二极管(oled)等照明和显示技术中，也可用于生物成像、传感器、光伏器件等领域。金属氧化物的发光特性使得它们在许多不同领域中都具有重要的应用前景。

2、因此，金属氧化物作为新一代发光材料具有高效发光、高稳定性、宽发光光谱范围、可调控性和广泛的应用领域等优势，使得金属氧化物成为各种光电子和光学应用的理想选择。

3、然而现有的钽酸盐结构的材料依旧存在一些不足，包括具有较低的发光效率，成本较高、短发光寿命、发射峰值波长多集中在800nm以内，近红外发射半高宽窄。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种钽酸盐近红外荧光材料及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种钽酸盐近红外荧光材料，其化学式为ga1-xtao4:xni2+，其中0＜x≤0.01。

4、作为本发明的优选实施方案，所述钽酸盐近红外荧光材料在波长为428nm光激发下，产生发射峰的发光中心位于1541nm-1566nm的近红外光。

5、更优选的，所述钽酸盐近红外荧光材料在波长为428nm光激发下，产生发射峰的发光中心位于1566nm的近红外光。

6、一种钽酸盐近红外荧光材料的制备方法，包括如下步骤：

7、(1)将ga2o3、ta2o5、nio原料混合后，加入无水乙醇研磨；

8、(2)然后煅烧，降温后得到钽酸盐近红外荧光材料。

9、作为本发明的优选实施方案，所述煅烧的升温速率为5℃/min，煅烧的温度为1300-1500℃，时间为1-5h。

10、作为本发明的优选实施方案，所述原料混合总质量与无水乙醇的体积比为1g：(4～7)ml。

11、作为本发明的优选实施方案，所述研磨的时间为20-60min。

12、作为本发明的优选实施方案，所述煅烧的气氛为空气、氮气、氩气中的至少一种。

13、作为本发明的优选实施方案，所述ga2o3、ta2o5、nio原料的纯度均为99.99％。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过ni掺杂gatao4得到ga1-xtao4:xni2+，其中ni取代镓位，导致晶格膨胀，而材料结构的变化导致发光峰红移，使得材料在激发波长为428nm下，发射出1541nm-1566nm的近红外光，且发光强度高、发光寿命长。

技术特征：

1.一种钽酸盐近红外荧光材料，其特征在于，其化学式为ga1-xtao4:xni2+，其中0＜x≤0.01。

2.如权利要求1所述钽酸盐近红外荧光材料，其特征在于，所述钽酸盐近红外荧光材料在波长为428nm光激发下，产生发射峰的发光中心位于1541nm-1566nm的近红外光。

3.权利要求1或2所述钽酸盐近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述光钽酸盐近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的升温速率为5℃/min，煅烧的温度为1300-1500℃，时间为1-5h。

5.如权利要求3所述光钽酸盐近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，所述原料混合总质量与无水乙醇的体积比为1g：(4～7)ml。

6.如权利要求3所述光钽酸盐近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的气氛为空气、氮气、氩气中的至少一种。

7.如权利要求3所述光钽酸盐近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，所述ga2o3、ta2o5、nio原料的纯度均为99.99％。

技术总结
本发明公开一种钽酸盐近红外荧光材料及其制备方法，属于近红外光致发光荧光技术领域。本发明采用固相法制备得到所述钽酸盐近红外荧光材料，其化学式为Ga<subgt;1‑x</subgt;TaO<subgt;4</subgt;:xNi<supgt;2+</supgt;，其中0＜x≤0.01。本发明通过Ni掺杂GaTaO<subgt;4</subgt;得到Ga<subgt;1‑</subgt;<subgt;x</subgt;TaO<subgt;4</subgt;:xNi<supgt;2+</supgt;，可发射出1541nm‑1566nm的近红外光，且发光效率高、发光寿命长，可匹配商业紫光芯片发射出发射中心在428nm附近的紫光，发射出约1541nm‑1566nm的近红外光，在照明、显示灯光电领域有着广泛的应用前景。

技术研发人员：邱建备,蒋夏青,龙章文
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15