本申請(qǐng)涉及發(fā)光材料，尤其涉及一種cr3+摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近紅外(nir)光源具有穿透性強(qiáng)、響應(yīng)速度快、無(wú)損傷探測(cè)等特點(diǎn)，在食品檢測(cè)、人臉識(shí)別、安全監(jiān)控、無(wú)人駕駛、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。但要使其大規(guī)模應(yīng)用，迫切需要發(fā)展小型化、快速響應(yīng)的高效率寬帶近紅外光源。與傳統(tǒng)的近紅外發(fā)光材料相比，熒光轉(zhuǎn)換近紅外發(fā)光二極管(nir?pc-led)因其尺寸小、壽命長(zhǎng)、成本低、發(fā)光效率高、光譜可調(diào)等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。目前，雖然已經(jīng)發(fā)展了各種新型的近紅外發(fā)光材料，但是仍然缺少具有較高藍(lán)光吸收和較寬波段發(fā)光的材料。

2、公布號(hào)為cn116120928a的中國(guó)專利申請(qǐng)文獻(xiàn)，公開了一種超寬帶發(fā)射近紅外熒光粉及其制備方法，屬于超寬帶近紅外發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。所述超寬帶發(fā)射近紅外熒光粉，是以k2srge8o18為基質(zhì)材料，cr3+為激活離子，通過引入li+離子，li+與cr3+共取代基質(zhì)材料中的ge4+，形成的固溶體。制備方法包括如下步驟：s1、按照元素化學(xué)計(jì)量比稱量原料，加入無(wú)水乙醇，充分研磨混合均勻；s2、將充分混合的原料轉(zhuǎn)移至氧化鋁坩堝中進(jìn)行燒結(jié)，獲得燒結(jié)樣品；s3、將燒制樣品冷卻至室溫后，取出燒制樣品并研碎即得到超寬帶發(fā)射近紅外熒光粉。發(fā)射范圍覆蓋650-1200nm、半峰寬fwhm為222nm。但該專利并沒有公開本發(fā)明的cr3+摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于如何提出一種藍(lán)光激發(fā)的磷酸鹽近紅外熒光粉及其制備方法。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的：

3、本發(fā)明的第一方面提出一種cr3+摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉，所述近紅外熒光粉的化學(xué)通式為cdti4(po4)6:xcr3+；其中，x表示摩爾分?jǐn)?shù)，x的取值范圍為：0<x≤0.2；所述近紅外熒光粉的發(fā)射主峰在750nm-900nm之間，能夠被藍(lán)光激發(fā)。

4、優(yōu)選的，所述x的取值范圍為：0.05≤x≤0.13。在此范圍內(nèi)，獲得的近紅外熒光粉發(fā)光性能更加優(yōu)異。

5、優(yōu)選的，所述藍(lán)光的波長(zhǎng)為450nm～480nm。

6、本發(fā)明的第二方面提出上述cr3+摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉的制備方法，包括以下步驟：

7、(1)對(duì)含有cd源、ti源、cr源、p源的混合物，進(jìn)行燒結(jié)，得到燒結(jié)體；

8、所述cd源選自cd的氧化物、硝酸鹽中的至少一種；cr源選自cr的氧化物、cr的硝酸鹽中的至少一種；ti源選自ti的氧化物、ti的硝酸鹽中的至少一種；p源選自p的氧化物、p的磷酸鹽中的至少一種；

9、(2)對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行充分研磨，即得到所述近紅外熒光粉。

10、優(yōu)選的，所述步驟(1)中燒結(jié)具體為：先進(jìn)行燒結(jié)i，冷卻，得到預(yù)燒結(jié)體，再進(jìn)行燒結(jié)ii，得到燒結(jié)體。

11、優(yōu)選的，所述燒結(jié)i的條件為：溫度為600℃～800℃，時(shí)間為3～8h；進(jìn)一步優(yōu)選為700℃，5h。

12、優(yōu)選的，在所述燒結(jié)i前，對(duì)所述混合物進(jìn)行充分研磨；研磨后混合物的粒度優(yōu)選為200目～600目。

13、優(yōu)選的，所述燒結(jié)ii的條件為：溫度為1200℃～1400℃，時(shí)間為3～8h；進(jìn)一步優(yōu)選為1300℃，時(shí)間為5h。

14、優(yōu)選的，在所述燒結(jié)ii前，對(duì)所述預(yù)燒結(jié)體進(jìn)行充分研磨。

15、優(yōu)選的，所述研磨的時(shí)間均為15～30分鐘。

16、優(yōu)選的，所述燒結(jié)i、燒結(jié)ii的升溫速率獨(dú)立選自3～5℃/分鐘。

17、優(yōu)選的，所述燒結(jié)i、燒結(jié)ii在空氣氣氛中進(jìn)行。

18、優(yōu)選的，所述步驟(2)將燒結(jié)體進(jìn)行研磨至粒度為80目～400目。

19、本發(fā)明的第三方面提出上述任一cr3+摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉、上述任一方法制備得到的磷酸鹽近紅外熒光粉在制備近紅外led光源中的應(yīng)用。

20、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

21、1)本發(fā)明制備的磷酸鹽近紅外熒光粉在食品檢測(cè)、人臉識(shí)別、安全監(jiān)控、無(wú)人駕駛、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

22、2)本發(fā)明所用原料價(jià)格低廉，制備過程只需經(jīng)過較低溫度的固相反應(yīng)即可，過程簡(jiǎn)單、獲得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，非常利于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種cr3+摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉，其特征在于，所述近紅外熒光粉的化學(xué)通式為cdti4(po4)6:xcr3+；其中，x表示摩爾分?jǐn)?shù)，x的取值范圍為：0<x≤0.2；所述近紅外熒光粉的發(fā)射主峰在750nm-900nm之間，能夠被藍(lán)光激發(fā)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cr3+摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉，其特征在于，所述x的取值范圍為：0.05≤x≤0.13。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的cr3+摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉，其特征在于，所述藍(lán)光的波長(zhǎng)為450nm～480nm。

4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的cr3+摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中燒結(jié)具體為：先進(jìn)行燒結(jié)i，冷卻，得到預(yù)燒結(jié)體，再進(jìn)行燒結(jié)ii，得到燒結(jié)體。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)i的條件為：溫度為600℃～800℃，時(shí)間為3～8h。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)ii的條件為：溫度為1200℃～1400℃，時(shí)間為3～8h。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，在燒結(jié)i前，對(duì)所述混合物進(jìn)行充分研磨；研磨后混合物的粒度為200目～600目；在所述燒結(jié)ii前，對(duì)所述預(yù)燒結(jié)體進(jìn)行充分研磨。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)將燒結(jié)體進(jìn)行研磨至粒度為80目～400目。

10.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的近紅外熒光粉、權(quán)利要求4-9任一項(xiàng)所述的制備方法制得的近紅外熒光粉在制備近紅外led光源中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種Cr<supgt;3+</supgt;摻雜磷酸鹽近紅外熒光粉及其制備方法與應(yīng)用，屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。該近紅外熒光粉的化學(xué)通式為CdTi<subgt;4</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;6</subgt;:xCr<supgt;3+</supgt;。x表示摩爾分?jǐn)?shù)，x的取值范圍為0<x≤0.2，優(yōu)選摻雜濃度0.05<x≤0.13。有益效果：本發(fā)明提供的一種近紅外熒光粉及其制備方法，其發(fā)射主峰在750nm?900nm之間，符合近紅外熒光粉應(yīng)用；且近紅外熒光粉的激發(fā)光譜最佳位置在450～480nm的藍(lán)光區(qū)域，與商用藍(lán)光LED芯片的發(fā)射光譜能較好的匹配。并且制備上述近紅外熒光粉，所用原料價(jià)格低廉，制備過程只需經(jīng)過較低溫度的固相反應(yīng)即可，過程簡(jiǎn)單、獲得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，非常利于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：聞軍,閆保,吳敏,王傳龍,王強(qiáng),周岳鈺,黃曉曉,桂藝婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安慶師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10