[发明专利]一种用于非接触式温度探测器的近紫外激发绿色荧光粉

说明书

本发明公开了一种用于非接触式温度探测器的近紫外激发绿色荧光粉及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域，其化学式为SrLa_(1‑x)Er_xAlO₄，其中0.01≤x≤0.07。本发明以锶盐、镧盐、含铝化合物，氧化铒为原料，碳酸铵，草酸铵，碳酸氢铵为沉淀剂，采用化学共沉淀法合成前驱物，结合一次煅烧工艺制备出目标产物，荧光粉在350‑370nm、370‑390nm、475‑490nm均有较强的吸收，发射光谱峰值分别位于528nm和548nm附近，两发射带对应荧光强度比与荧光粉温度变化关系遵循荧光强度比（FIR）原理，在298K—573K范围内，发光性能良好，且其灵敏度可达1.42%K^‑1，是一种有潜力用于非接触式温度探测器的近紫外激发绿色荧光粉。

技术领域

本发明属于稀土发光材料和荧光强度比温度探测技术领域，具体涉及一种近紫外激发的偏铝酸盐基绿色荧光粉及其制备方法。

背景技术

对于温度测量而言，高精度和高灵敏度都是非常必要的。目前，大多数温度传感器都需要与目标物体直接接触，但是当被测体的温度过高时会对传感器造成损害，因此，光学温度探测器以其非接触式，快速响应，非入侵性操作和对强电场及强磁场的抗干扰性的优点而成为人们关注的热点。通常，在光学测温中，激发态，发光强度，荧光强度比（FIR），发射带的位置和宽度都会随着温度的改变而变化。更重要的是，基于FIR方法的温度测量具有更高的精度和灵敏度，因此在光学测温领域而受到广泛关注。此外，与传统的热传感器相比，基于FIR原理的传感器具有更高的耐久性，更高的空间分辨率和大规模的实时监测成像功能。稀土发光材料不仅可用于白光LED照明，当其发光特性与温度之间存在特定的函数关系时，可以将其应用于温度探测领域。由于Er³⁺离子的两个和热偶合激发态能级（²H_1/21和⁴S_3/2）到基态⁴I_15/2跃迁发射导致的的两个非常强的绿色发射带和两激发态之间合适的的能量差(ΔE≈700 cm⁻¹)，Er³⁺离子用于温度探测器用荧光粉是很理想的。此外，Er³⁺离子已成为固体光、太阳能电池、激光和生物成像探针等领域的有前途的材料。目前，国内外已经合成和报道了多种应用于温度探测领域的掺铒发光材料。例如，曹等人报道了一种基于K₃YF₆：Er³⁺玻璃陶瓷上转换发光行为的光学测温方法，其灵敏度为1.27%K⁻¹。华等人研制了一种Er³⁺激活的LaBMoO₆绿色发光荧光粉，其传感器灵敏度为1.7%K⁻¹，温度为483K，用于光学测温。在2019年，M.Mangalagowri等人合成出绿光发射Ca₂SiO₄：Er³⁺纳米粒子，在较低温度(303K)下，灵敏度为6.24%K⁻¹，可应用于光学温度传感器。

发明内容

本发明目的在于提供一种非直接接触式温度探测器用近紫外激发的偏铝酸盐基绿色荧光粉及其制备方法，该荧光粉在350-390nm范围的近紫外光特别是377nm光激发下发射位于510-570nm范围的绿光，其峰值波长分别位于548nm和528nm。另外，其灵敏度能达到1.42%K^-1，适用于紫外或近紫外激发白光LED和非接触式温度探测器。该发光材料制备方法包括下列步骤：

（1）以镧盐、含铝化合物、锶盐和Er₂O₃为原料，按拟定的化学计量比准确称量；

（2）沉淀剂以15%的过量溶解在超纯水(浓度3mol/L)中；

（3）在一定量的浓酸中加入Er₂O₃制备铒盐溶液，然后将镧盐、含铝化合物和锶盐充分溶于超纯水中，并将以上溶液充分混合在一起；