【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于發光材料領域，特別涉及一種超寬帶innbtio6近紅外發光材料及其制備方法及近紅外光源。
技術介紹
1、公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、寬帶近紅外(nir)光譜檢測技術具有便攜、無損檢測、良好的組織穿透性等優點，在醫學成像、食品分析等領域的應用顯著增加。有機物化學鍵的特征吸收峰大多位于900nm之后，nir光譜與一些有機官能團x-h(x＝c,n,o)的特征吸收帶重疊，具有豐富的結構和組成信息，非常適合用于碳氫有機物質的組成與性質測量。因此，這就要求用于組分分析的近紅外光源的光譜具有長波長發射和足夠的發射寬度，可以包含待測物質化學成分的大多數振動倍頻和合頻吸收。與近紅外發光二極管(nir?led)的窄帶發光相比，典型的寬帶全光譜發射器件如鎢絲燈、鹵素燈等可以提供寬帶近紅外發光，但由于其固有的大尺寸、低效率和高成本的限制，其應用受到嚴重制約。近紅外熒光粉轉換發光二極管(nir?pc-led)在匹配合適的近紅外熒光粉后，有效地解決了其他光源的局限性。因此，開發具有長波長(>900nm)和超寬帶發射的近紅外熒光粉已成為迫切需要解決的問題。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術提供一種超寬帶innbtio6近紅外發光材料及其制備方法及近紅外光源。所述發光材料可吸收450-600nm的范圍內的藍-綠光，與價格低廉的藍光、綠光l
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、本專利技術的第一個方面，提供了一種超寬帶innbtio6近紅外發光材料，其化學式為in1-x-ynbtio6:xcr3+,yga3+，式中，0<x≤0.05，0≤y≤0.4。
4、上述的超寬帶黑鎢礦型近紅外發光材料是過渡金屬離子cr3+離子摻雜的鈮酸鹽，過渡金屬離子cr3+的外層電子構型為3d3，其發光性質與周圍的晶體場環境密切相關，發射波長可以從紅色區域跨越到近紅外區域。在本專利技術中，以cr3+為發光離子，以innbtio6為發光材料基質，通過cr3+取代innbtio6中的單一in3+位點，獲得了超寬帶長波長發射的innbtio6:cr3+近紅外熒光粉。在此基礎上，通過控制ga3+取代in3+的含量，減小晶格畸變，增強結構剛度，提高熒光粉的發光強度和發光熱穩定性。得益于優異的發光性能，在近紅外pc-led光源領域具有應用潛力。
5、在一些實施方式中，0.005≤x≤0.05，y＝0。
6、在一些實施方式中，x＝0.02，0≤y≤0.4。
7、在一些實施方式中，所述發光材料的發射光譜范圍為700-1400nm。
8、本專利技術的第二個方面，提供了一種超寬帶innbtio6近紅外發光材料的制備方法，包括：
9、將含元素in的氧化物或相應鹽類、含元素nb的氧化物或相應鹽類、含元素ti的氧化物或相應鹽類、含元素cr的氧化物或相應鹽類、含元素ga的氧化物或相應鹽類，與有機溶劑混合、研磨，得到混合粉料；
10、將所述混合粉料燒結，即得超寬帶innbtio6近紅外發光材料。
11、寬帶近紅外發光材料的制備方法是采用傳統的高溫固相法，使用高溫固相法合成本專利技術的產品，具有結晶度高，成本低，制備工藝簡單，易于大批量制備等優點。
12、在一些實施方式中，所述含元素in的氧化物或相應鹽類為in2o3；
13、在一些實施方式中，所述含元素nb的氧化物或相應鹽類為nb2o5；
14、在一些實施方式中，所述含元素ti的氧化物或相應鹽類為tio2；
15、在一些實施方式中，所述含元素cr的氧化物或相應鹽類cr2o3；
16、在一些實施方式中，所述含元素ga的氧化物或相應鹽類為ga2o3。
17、在一些實施方式中，所述有機溶劑為無水乙醇。
18、在一些實施方式中，所述燒結在空氣條件下進行。
19、在一些實施方式中，所述燒結的溫度為1400-1500℃。
20、在一些實施方式中，所述燒結的時間為恒溫8-10h。
21、更具體的，按以下步驟制備：
22、按化學式in1-xnbtio6:xcr3+，0<x≤0.05的原子摩爾比，以含元素in、nb、ti和cr的氧化物或相應鹽類原料，如in2o3、nb2o5、tio2和cr2o3，將稱量好的原料放入研缽中與一定量的無水乙醇混合，并進行充分研磨最終得到混合粉料。將所得混合粉料裝入氧化鋁坩堝在空氣下加熱至1400℃，并恒溫8小時。冷卻至室溫后，將燒制樣品取出并研磨均勻。
23、經驗證，制備的in1-xnbtio6:xcr3+熒光粉在520nm的激發下，得到700-1400nm的寬帶近紅外發光發射，在系列in1-xnbtio6:xcr3+產品中，x＝0.02產品具有最強的發光強度。
24、基于上述優化的cr3+離子摻雜濃度，采用高溫固相法制備一系列標稱in0.98-ynbtio6:0.02cr3+,yga3+(0≤y≤0.4)的熒光粉。按以下步驟制備：
25、按化學式in0.98-ynbtio6:0.02cr3+,yga3+(0≤y≤0.4)的原子摩爾比，以含元素in、nb、ti、ga和cr的氧化物或相應鹽類原料，如in2o3、nb2o5、tio2、ga2o3和cr2o3，將稱量好的原料放入研缽中與一定量的無水乙醇混合，并進行充分研磨最終得到混合粉料。將所得混合粉料裝入氧化鋁坩堝在空氣下加熱至1400℃，并恒溫8小時。冷卻至室溫后，將燒制樣品取出并研磨均勻。
26、經驗證in3+被ga3+取代后，可維持原有物相結構不變的同時，提高了發射強度和發光熱穩定性，在系列in0.98-ynbtio6:0.02cr3+,yga3+產品中，y＝0.4(in0.58nbtio6:0.02cr3+,0.4ga3+)產品具有最強的發光強度，為未取代in0.98nbtio6:0.02cr3+強度的2.3倍。并且，熱穩定性由22.33％@400k上升到了41.25％@400k，發光峰值由969nm藍移到934nm，雖然半峰寬由231nm減小到217nm，但仍大于200nm，屬于超寬帶近紅外發射。
27、本專利技術的第三個方面，提供了一種近紅外光源，包括：發光光源和近紅外熒光粉，所述近紅外熒光粉為上述的超寬帶innbtio6近紅外發光材料或上述的方法制備的超寬帶innbtio6近紅外發光材料，所述發光光源為藍光或綠光led芯片。
28、本專利技術的有益效果
29、(1)本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料，其特征在于，其化學式為In1-x-yNbTiO6:xCr3+,yGa3+，式中，0<x≤0.05，0≤y≤0.4。
2.如權利要求1所述的超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料，其特征在于，0.005≤x≤0.05，y＝0。
3.如權利要求1所述的超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料，其特征在于，x＝0.02，0≤y≤0.4。
4.如權利要求1所述的超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料，其特征在于，所述發光材料的發射光譜范圍為700-1400nm。
5.一種超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料的制備方法，其特征在于，包括：
6.如權利要求5所述的超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料的制備方法，其特征在于，所述含元素In的氧化物或相應鹽類為In2O3；
7.如權利要求5所述的超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為無水乙醇。
8.如權利要求5所述的超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料的制備方法，其特征在于，所述燒結在
9.如權利要求5所述的超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料的制備方法，其特征在于，所述燒結的溫度為1400-1500℃下恒溫8-10h。
10.一種近紅外光源，其特征在于，包括：發光光源和近紅外熒光粉，所述近紅外熒光粉為上述的超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料或上述的方法制備的超寬帶InNbTiO6近紅外發光材料，所述發光光源為藍光或綠光LED芯片。
...【技術特征摘要】
1.一種超寬帶innbtio6近紅外發光材料，其特征在于，其化學式為in1-x-ynbtio6:xcr3+,yga3+，式中，0<x≤0.05，0≤y≤0.4。
2.如權利要求1所述的超寬帶innbtio6近紅外發光材料，其特征在于，0.005≤x≤0.05，y＝0。
3.如權利要求1所述的超寬帶innbtio6近紅外發光材料，其特征在于，x＝0.02，0≤y≤0.4。
4.如權利要求1所述的超寬帶innbtio6近紅外發光材料，其特征在于，所述發光材料的發射光譜范圍為700-1400nm。
5.一種超寬帶innbtio6近紅外發光材料的制備方法，其特征在于，包括：
6.如權利要求5所述的超寬帶innbtio6近紅外發光材...
【專利技術屬性】
技術研發人員：尚蒙蒙，邢曉樂，王怡寧，孫藝昕，鄧閩亮，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：發明
國別省市：
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