[发明专利]一种宽带近红外发光材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种宽带近红外发光材料及其制备方法与应用。材料化学通式为A₆M_xR_yCr_z(BO₃)₆，A为Sr、Ba、Pb、La中的一种或两种，M为La、Y、Gd、Lu、Sc、In、Bi、Ca、Sr中的一种或几种，R为Mg、Al、Ga、Sc、In、Y、Lu、Gd、Zr、Hf、Sn中的一种或几种；x、y、z满足如下条件：0.01≤x≤1.5，0.01≤y≤1.5，0.001≤z≤1，x+y+z＝2。本发明的材料可被400‑550nm蓝光有效激发，发射650‑1300nm的近红外光；材料具有宽谱带特性，可作为近红外光源，结合蓝光芯片，制备宽带近红外发光器件。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种宽带近红外发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

近红外光谱技术因无损、环保等优点，已作为一种实时快速的检测手段在农业、食品、医药和无创健康检测等领域广泛应用。对于近红外光谱的光源而言，最重要的一点是要尽可能拓宽发射波长的范围，发射波长的范围越宽，可分析和识别的物体越多。例如，在确定物体的成分或水分含量时，需要用宽波段近红外照射目标物体(通常为650-1050nm)，此时部分光源会被反射，另一部分则被吸收。反射吸收比因物体而异，籍此便可得到每件物品的分子指纹。虽然红外LED芯片体积小，但是其发光谱带通常小于50nm，无法满足宽谱带的需求。借鉴蓝光LED芯片与荧光转换材料结合实现白光LED照明的技术，通过蓝光LED芯片与近红外荧光转换材料结合获得的宽带近红外LED光谱是目前最佳方法。因此，开发一种适用于蓝光激发的宽带近红外发光材料具有非常重要意义。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种宽带近红外发光材料及其制备方法与应用。该发光材料热稳定好、发光性能优异，可被400-550nm的蓝光有效激发，发射650-1300nm范围的近红外光，发射峰位于750-950nm。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种宽带近红外发光材料，其化学通式为A₆M_xR_yCr_z(BO₃)₆，其中，A为元素Sr、Ba、La、Pb中的一种或两种，M为元素La、Y、Gd、Lu、Sc、In、Bi、Ca、Sr中的一种或几种，R为元素Mg、Al、Ga、Sc、In、Y、Lu、Gd、Zr、Hf、Sn中的一种或几种；参数x、y、z满足如下条件：0.01≤x≤1.5，0.01≤y≤1.5，0.001≤z≤1，x+y+z＝2。

优选地，所述宽带近红外发光材料的化学通式中，A为元素Sr，M为元素La、Y、Gd、Lu、Sc、In、Bi中的一种或几种，R为元素Al、Ga、Sc、Y中的一种或几种；参数x、y、z满足如下条件：0.01≤x≤1.5，0.01≤y≤1.5，0.001≤z≤1，x+y+z＝2；更优选地，所述宽带近红外发光材料的化学通式中，A为元素Sr，M为元素Y，R为元素Sc；参数x、y、z满足如下条件：0.01≤x≤1.5，0.01≤y≤1.5，0.001≤z≤1，x+y+z＝2。

优选地，所述宽带近红外发光材料的化学通式中，A为元素Sr，M为元素Ca、Sr中的一种或两种，R为元素Sn、Hf、Zr中的一种或几种；参数x、y、z满足如下条件：0.01≤x≤1.5，0.01≤y≤1.5，0.001≤z≤0.3，x＝y，x+y+z＝2。

优选地，所述宽带近红外发光材料的化学通式中，A为元素Ba，M为元素La、Y、Gd、Lu中的一种或几种的组合，R为元素Sc、In中的一种或两种的组合，且所述参数x、y、z满足如下条件：0.01≤x≤1.5，0.01≤y≤1.5，0.001≤z≤0.3，x+y+z＝2。