一种近红外荧光材料及其制备方法和应用

本发明涉及发光材料，尤其是涉及一种近红外荧光材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近红外光指波长在700-2500nm的电磁波。这种光属于不可见光，具有穿透能力强，可无损害深入生物组织等特性。因此，红外光源可用于生物活体成像，食品检测和红外夜视等领域。现有的红外光源有卤钨灯，基于半导体芯片发射红外光的led灯和基于蓝光芯片与红外荧光粉组合的红外led灯等。卤钨灯的光谱覆盖可见光和近红外光区域，利用食品的化学成分对特定红外光的特征吸收，卤钨灯的宽发射光谱适用于食品检测等用途。半导体芯片发射红外光的led灯，目前主要有850nm和940nm窄带发射。此类红外led主要用于红外夜视和红外摄像。

2、目前传统光源卤钨灯的光谱有相当大的一部分落在可见光区域，对于红外应用无实质贡献，所以卤钨灯作为近红外光源的效率有着严重的限制。led有寿命长、节能高、环保等优点。850nm和940nm等波长的近红外led拥有较高的电光转换效率和极为集中的光谱分布，但是狭窄的发射光谱不适用于食品等成分检测。蓝光led芯片和近红外荧光粉的组合可以一定程度上解决以上问题，目前cr3+掺杂无机荧光粉在700-900nm波段的研发较为成熟，呈现出优良的发光效率和热稳定性。然而，在≥900nm波段的cr3+掺杂无机荧光粉不仅种类稀少，而且发光效率和热稳定性也较低。

3、因此有必要开发具有优良热稳定性的近红外荧光材料，满足长波长发射(≥900nm)和高热稳定性(在150℃维持室温强度的80％以上)。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面提出一种近红外荧光材料，满足长波长发射(≥900nm)和高热稳定性(在150℃维持室温强度的80％以上)。

2、本发明第二方面还提供一种近红外荧光材料的制备方法。

3、本发明第三方面还提供一种发光装置。

4、本发明第四方面还提供一种近红外荧光材料的应用。

5、根据本发明的第一方面实施例提供的一种近红外荧光粉，所述近红外荧光粉的化学通式为gdal1-xnixdxo3；

6、其中，0＜x≤0.02；所述d为金属元素，且金属元素的化合价为+4价。

7、根据本发明实施例的近红外荧光粉，至少具有如下有益效果：

8、本发明提供的近红外荧光粉在588nm激发下，发出900～1300nm的近红外光，可满足近红外照明和检测的需求。另一方面，本发明的近红外荧光粉的热稳定性优秀，在led工作温度下(约150℃)依然保持室温～100％的发射强度，未呈现任何明显的损失。

9、根据本发明的一些实施例，所述d选自sn、ti、zr、hf中的至少一种。

10、根据本发明的一些实施例，0＜x＜0.01。例如x可以选自0～0.01之间(不包括0和0.01)的任意数值以及由两个任意数值组成的范围，由此，所述近红外荧光粉的荧光强度更高。

11、根据本发明的第二方面实施例提供的一种近红外荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

12、将gd源、铝源、镍源和含d元素的物质混合进行煅烧，研磨即得。

13、根据本发明的一些实施例，所述煅烧的温度为1000～1800℃。

14、根据本发明的一些实施例，所述煅烧的时间为2h～6h。

15、根据本发明的一些实施例，所述gd源包括gd2o3、gd(no3)3、gd单质中的至少一种。

16、根据本发明的一些实施例，所述铝源包括al2o3和al(no3)3、al单质中的至少一种。

17、根据本发明的一些实施例，所述镍源包括nio、ni(no3)2、ni单质中的至少一种。

18、根据本发明的一些实施例，所述含d元素的物质包括d元素的氧化物、d元素的氟化物、d元素的氯化物、d元素的碳酸盐、d元素的硼酸盐、d元素的草酸盐、d元素的醋酸盐中的至少一种。

19、根据本发明的一些实施例，所述含d元素的物质包括tio2、zro2、hfo2、sno2中的至少一种。

20、本发明第三方面提供一种发光装置，包含光源和发光材料，所述发光材料包含如上述所述的近红外荧光材料。

21、本发明第四方面所述的近红外荧光材料在近红外led光源中的应用。

22、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

技术特征：

1.一种近红外荧光材料，其特征在于，所述近红外荧光材料的化学通式为gdal1-xnixdxo3；

2.根据权利要求1所述的近红外荧光材料，其特征在于，所述d选自sn、ti、zr、hf中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的近红外荧光材料，其特征在于，0＜x＜0.01。

4.根据权利要求1～3任一项所述的近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为1000～1800℃。

6.根据权利要求4所述的近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的时间为2h～6h。

7.根据权利要求4所述的近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，所述gd源包括gd2o3、gd(no3)3、gd单质中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的近红外荧光材料的制备方法，其特征在于，所述铝源包括al2o3和al(no3)3、al单质中的至少一种。

9.一种发光装置，包含光源和发光材料，其特征在于，所述发光材料包含如权利要求1～3任一项所述的近红外荧光材料。

10.权利要求1～3任一项所述的近红外荧光材料在近红外led光源中的应用。

技术总结
本发明公开了一种近红外荧光材料及其制备方法和应用，所述近红外荧光材料的化学通式为GdAl<subgt;1‑x</subgt;Ni<subgt;x</subgt;D<subgt;x</subgt;O<subgt;3</subgt;；其中，0＜x≤0.02；所述D为金属元素，且金属元素的化合价为+4价。本发明提供的近红外荧光粉在588nm激发下，发出900～1300nm的近红外光，可满足近红外照明和检测的需求。另一方面，本发明的近红外荧光粉的热稳定性优秀，在LED工作温度下(约150℃)依然保持室温～100％的发射强度，未呈现任何明显的损失。

技术研发人员：温大尉,许少键,郭月,曾庆光
受保护的技术使用者：五邑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17