CN106281300B - 一种磷酸盐可逆光致变色材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磷酸盐可逆光致变色材料及其制备方法，该磷酸盐可逆光致变色材料为：Sr9‑x‑yRe1(1‑z)(PO4)7：xEu2+，yMn2+，zRe2 3+；Re1为Y或Lu；Re2为稀土元素；x为Eu2+的掺杂摩尔量，0＜x≤0.1；y为Mn2+的掺杂摩尔量，0＜y≤2；z为Re2的掺杂摩尔量，0≤z≤0.02。与现有技术相比，本发明提供的磷酸盐可逆光致变色材料为Eu2+与Mn2+共掺杂磷酸盐基质的无机可逆光致变色材料，经紫外光和可见光交替照射后，材料体色也会随之产生可逆变化，并且其变色的抗疲劳特性好，还可通过其他稀土元素的共掺杂手段可以对本发明中无机光致变色材料的颜色变化程度进行一定的调控。

Description

一种磷酸盐可逆光致变色材料及其制备方法
技术领域
本发明属于无机光致变色材料技术领域，尤其涉及一种磷酸盐可逆光致变色材料及其制备方法。
背景技术
光致变色是指一种材料在受到某种电磁波的辐照后，引起其吸收光谱发生了变化，产生变色现象，而经过另一种波长的电磁波再次辐照后(或加热作用下)，又能够恢复到原本的颜色的变化过程。正是由于这种颜色的可逆转变特性，使得这种对光具有敏感特性的材料在众多领域有着潜在的应用前景：如防护伪装，装饰、光信息存储与记录、光调制和光开关、感应器、记忆元件、光致变色镀膜玻璃、涂料工业、纺织品、自显影全息记录照相以及辐射计量等领域。
光致变色材料分为有机光致变色材料与无机光致变色材料。其中，有机光致变色材料具有一些自身固有的缺陷，如稳定性差、抗氧化性能差、变色性能对介质有较强的依赖性等；无机光致变色材料具有较高的稳定性和良好的抗疲劳性能。
遗憾的是，相对于有机光致变色材料的快速发展和到目前为止已经取得的丰硕成果而言，对于无机光致变色材料的研究非常有限，其发展速度十分缓慢，尚处于初期研究阶段，并且中国国内对于该类材料的研究甚少,这些问题在很大程度上限制了无机光致变色材料从研究到实际应用的转化。
到目前为止，已经报道的关于磷酸盐基的无机光致变色材料有Sr3(Y,Gd)Na(PO4)3F：Eu2+(申请号为CN201410622062的中国专利)、Sr3YNa(PO4)3F：Eu2+(J.Mater.Chem.C,Vol.3(36),9435-9443,2015)与Ba5(PO4)3Cl：Eu2+,Y3+(J.Photochem.Photobiol A,Vol.251,100,2013)。但这些磷酸盐基的无机光致变色材料基体成分中均含有卤素成分。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种不含卤素的磷酸盐可逆光致变色材料及其制备方法。
本发明提供了一种磷酸盐可逆光致变色材料，如式(I)所示：
Sr9－x-yRe1(1-z)(PO4)7：xEu2+，yMn2+，zRe2 3+(I)；
其中，Re1为稀土元素Y或Lu；
Re2为稀土元素，且Re1与Re2不同时为同一种元素；
x为Eu2+的掺杂摩尔量，0＜x≤0.1；
y为Mn2+的掺杂摩尔量，0＜y≤2；
z为Re2的掺杂摩尔量，0≤z≤0.02。
优选的，所述Re2选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Lu中的一种。
本发明还提供了一种磷酸盐可逆光致变色材料的制备方法，包括：
将Sr化合物、含Re1化合物、含磷化物、含Eu化合物、含Mn化合物与含Re2化合物混合，进行预烧，然后在弱还原气氛中进行焙烧，得到磷酸盐可逆光致变色材料；
Re1为稀土元素Y或Lu其中的一种；
Re2为稀土元素，且Re1与Re2不同时为同一种元素；
所述Sr化合物、含Re1化合物、含Eu化合物、含Mn化合物与含Re2化合物中Sr、Re1、Eu、Mn与Re2的摩尔比为(9-x-y)：(1-z)：x：y：z；0＜x≤0.1；0＜y≤2；0≤z≤0.02。
优选的，所述含Sr化合物选自Sr的碳酸盐、Sr的硝酸盐与Sr的氧化物中的一种或多种；
所述含Re1化合物选自Re1的氧化物和/或Re1的硝酸盐；
所述含磷化合物选自磷酸氢二铵和/或磷酸二氢铵；
所述含Eu化合物选自Eu的氧化物或Eu的硝酸盐；
所述含Mn化合物选自Mn的碳酸盐、Mn的草酸盐、Mn的氧化物与Mn的硝酸盐中的一种或多种；
所述含Re2化合物选自Re2的氧化物和/或Re2的硝酸盐。
优选的，所述预烧的温度为400℃～700℃；所述预烧的时间为2～6h。
优选的，所述预烧的气氛为空气气氛。
优选的，还包括：
预烧后，冷却至室温，研磨均匀后，再在弱还原气氛中进行焙烧。
优选的，所述弱还原气氛为氮气与氢气的混合气体。
优选的，所述混合气体中氮气与氢气的体积比为(95～80)：(5～10)。
优选的，所述焙烧的温度为1200℃～1400℃；所述焙烧的时间为3～6h。
本发明提供了一种磷酸盐可逆光致变色材料及其制备方法，该磷酸盐可逆光致变色材料为：Sr9－x-yRe1(1-z)(PO4)7：xEu2+，yMn2+，zRe2 3+；其中，Re1为稀土元素Y或Lu；Re2为稀土元素，且Re1与Re2不同时为同一种元素；x为Eu2+的掺杂摩尔量，0＜x≤0.1；y为Mn2+的掺杂摩尔量，0＜y≤2；z为Re2的掺杂摩尔量，0≤z≤0.02。与现有技术相比，本发明提供的磷酸盐可逆光致变色材料为Eu2+与Mn2+共掺杂磷酸盐基质的无机可逆光致变色材料，经紫外光和可见光交替照射后，材料体色也会随之产生可逆变化，并且其变色的抗疲劳特性好，此外，通过其他稀土元素的共掺杂手段可以对本发明中无机光致变色材料的颜色变化程度进行一定的调控，从而适应不同应用条件的需求，因此本发明提供的光致变色材料可以应用在防伪、装饰、感应器、光信息存储与转换、光调制和光开关、以及自显影全息记录照相等领域。
附图说明
图1为本发明实施例1中得到的磷酸盐可逆光致变色材料在经过紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图；
图2为本发明实施例3中得到的磷酸盐可逆光致变色材料在经过紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图；
图3为本发明实施例4中得到的磷酸盐可逆光致变色材料在经过紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图；
图4为本发明实施例4中得到的磷酸盐可逆光致变色材料在经过紫外光和可见光多次交替照射后的抗疲劳特性测试图；
图5为本发明实施例5中得到的磷酸盐可逆光致变色材料在经过紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图；
图6为本发明实施例7中得到的磷酸盐可逆光致变色材料在经过紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图；
图7为本发明实施例8中得到的磷酸盐可逆光致变色材料在经过紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图；
图8为本发明实施例11中得到的磷酸盐可逆光致变色材料在经过紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种磷酸盐可逆光致变色材料，如式(I)所示：
Sr9－x-yRe1(1-z)(PO4)7：xEu2+，yMn2+，zRe2 3+ (I)；
其中，Re1为稀土元素Y或Lu其中的一种。
Re2为稀土元素，优选为Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Lu中的一种；且Re1与Re2不同时为同一种元素。
x为Eu2+的掺杂摩尔量，0＜x≤0.1，优选0.02≤x≤0.1，更优选0.02≤x≤0.08，再优选0.02≤x≤0.06，最优选0.02≤x≤0.05；在本发明提供的一些实施例中，所述x优选为0.02；在本发明提供的一些实施例中，所述x优选为0.03；在本发明提供的另一些实施例中，所述x优选为0.05。
y为Mn2+的掺杂摩尔量，0＜y≤2，优选0.2≤y≤2，更优选0.2≤y≤1.5，再优选0.2≤y≤1，再优选0.2≤y≤0.7；在本发明提供的一些实施例中，所述y优选为0.2；在本发明提供的一些实施例中，所述y优选为0.4；在本发明提供的一些实施例中，所述y优选为0.7；在本发明提供的一些实施例中，所述y优选为0.3；在本发明提供的另一些实施例中，所述y优选为0.5。
z为Re2的掺杂摩尔量，0≤z≤0.02，优选0≤z≤0.015，更优选0≤z≤0.01，再优选0.002≤z≤0.01；在本发明提供的一些实施例中，所述z优选为0；在本发明提供的一些实施例中，所述z优选为0.002；在本发明提供的一些实施例中，所述z优选为0.005；在本发明提供的另一些实施例中，所述z优选为0.01。
本发明提供的磷酸盐可逆光致变色材料为Eu2+与Mn2+共掺杂磷酸盐基质的无机可逆光致变色材料，经紫外光和可见光交替照射后，材料体色也会随之产生可逆变化，并且其变色的抗疲劳特性好，此外，通过其他稀土元素的共掺杂手段可以对本发明中无机光致变色材料的颜色变化程度进行一定的调控，从而适应不同应用条件的需求，因此本发明提供的光致变色材料可以应用在防伪、装饰、感应器、光信息存储与转换、光调制和光开关、以及自显影全息记录照相等领域。
本发明还提供了一种上述磷酸盐可逆光致变色材料的制备方法，包括：将Sr化合物、含Re1化合物、含磷化物、含Eu化合物、含Mn化合物与含Re2化合物混合，进行预烧，然后在弱还原气氛中进行焙烧，得到磷酸盐可逆光致变色材料；Re1为稀土元素Y或Lu其中的一种；Re2为稀土元素，且Re1与Re2不同时为同一种元素，；所述Sr化合物、含Re1化合物、含Eu化合物、含Mn化合物与含Re2化合物中Sr、Re1、Eu、Mn与Re2的摩尔比为(9-x-y)：(1-z)：x：y：z；0＜x≤0.1；0＜y≤2；0≤z≤0.02。
其中，所述Re2、x、y与z均同上所述，在此不再赘述。
在本发明中，对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。其中，所述含Sr化合物优选选自Sr的碳酸盐、Sr的硝酸盐与Sr的氧化物中的一种或多种，更优选为碳酸锶或硝酸锶；所述Re1化合物优选选自Re1的氧化物和/或Re1的硝酸盐，更优选为Re1的氧化物；所述含磷化合物优选选自磷酸氢二铵和/或磷酸二氢铵；所述含Eu化合物优选选自Eu的氧化物或Eu的硝酸盐，更优选为Eu的氧化物；所述含Mn化合物优选选自Mn的碳酸盐、Mn的草酸盐、Mn的氧化物与Mn的硝酸盐中的一种或多种，更优选为碳酸锰；所述含Re2化合物优选选自Re2的氧化物和/或Re2的硝酸盐，更优选为Re2的氧化物。
将Sr化合物、含Re1化合物、含磷化物、含Eu化合物、含Mn化合物与含Re2化合物混合，优选采用研磨进行混合。
混合后，进行预烧；混合后的混合物优选放置在刚玉坩埚中进行预烧；所述预烧优选在马弗炉中进行；所述预烧的气氛优选为空气气氛；所述预烧的温度优选为400℃～700℃，更优选为450℃～650℃，再优选为450℃～600℃；在本发明提供的一些实施例中，所述预烧的温度优选为450℃；在本发明提供的一些实施例中，所述预烧的温度优选为500℃；在本发明提供的一些实施例中，所述预烧的温度优选为600℃；所述预烧的时间优选为2～6h，更优选为4～6h；在本发明提供的一些实施例中，所述预烧的时间优选为2h；在本发明提供的一些实施例中，所述预烧的时间优选为4h；在本发明提供的一些实施例中，所述预烧的时间优选为5h；在本发明提供的另一些实施例中，所述预烧的时间优选为6h。
预烧后，优选自然冷却至室温，研磨均匀后，再在弱还原气氛中进行焙烧；所述弱还原气氛为本领域技术人员熟知的弱还原气氛即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氮气与氢气的混合气体；所述混合气体中氮气与氢气的体积比优选为(95～80)：(5～10)；在本发明提供的一些实施例中，所述混合气体中氮气与氢气的体积比优选为95：5；在本发明提供的另一些实施例中，所述混合气体中氮气与氢气的体积比优选为80：10。
在本发明中，焙烧优选在管式炉中进行；所述焙烧的温度优选为1200℃～1400℃，更优选为1280℃～1350℃；在本发明提供的一些实施例中，所述焙烧的温度优选为1280℃；在本发明提供的一些实施例中，所述焙烧的温度优选为1300℃；在本发明提供的一些实施例中，所述焙烧的温度优选为1330℃；在本发明提供的一些实施例中，所述焙烧的温度优选为1320℃；在本发明提供的另一些实施例中，所述焙烧的温度优选为1350℃；所述焙烧的时间优选为3～6h，更优选为4～6h，再优选为4～5h。
焙烧结束后，优选自然冷却至室温，再次研磨至细后，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
本发明提供的磷酸盐可逆光致变色材料，制备工艺简单易行，可重复性好，产品稳定性高。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种磷酸盐可逆光致变色材料及其制备方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
按照以下化学组成成分：Sr8.78Y(PO4)7:0.02Eu2+,0.2Mn2+，分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸二氢铵、氧化铕和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温4小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝80％：10％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
利用紫外-可见分光光度计对实施例1中得到的磷酸盐可逆光致变色材料进行分析，得到其在紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图，如图1所示。图1显示了该材料在紫外光和可见光交替照射后产生的可逆光致变色现象。
实施例2
按照以下化学组成成分：Sr8.77Y(PO4)7:0.03Eu2+,0.2Mn2+，分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸二氢铵、氧化铕和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至500℃，保温5小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1350℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝80％：10％)。最后，待其自然降温至室温后,取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
实施例3
按照以下化学组成成分：Sr8.58Y(PO4)7:0.02Eu2+,0.4Mn2+，分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸氢二铵、氧化铕和草酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温6小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1280℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝95％：5％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
利用紫外-可见分光光度计对实施例3中得到的磷酸盐可逆光致变色材料进行分析，得到其在紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图，如图2所示。图2显示了该材料在紫外光和可见光交替照射后产生的可逆光致变色现象。
实施例4
按照以下化学组成成分：Sr8.28Y(PO4)7:0.02Eu2+,0.7Mn2+，分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸二氢铵、氧化铕和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温4小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝80％：10％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
利用紫外-可见分光光度计对实施例4中得到的磷酸盐可逆光致变色材料进行分析，得到其在紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图，如图3所示。图3显示了该材料在紫外光和可见光交替照射后产生的可逆光致变色现象；得到其在经过紫外光和可见光交替照射后的抗疲劳特性测试图，如图4所示。图4显示了该材料在紫外光和可见光交替照射后可逆光致变色特性较好的抗疲劳性。
实施例5
按照以下化学组成成分：Sr8.58Y0.995(PO4)7:0.02Eu2+,0.4Mn2+,0.005Gd3+分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸氢二铵、氧化铕、氧化钆和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温4小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝95％：5％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
利用紫外-可见分光光度计对实施例5中得到的磷酸盐可逆光致变色材料进行分析，得到其在紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图，如图5所示。图5显示了该材料在紫外光和可见光交替照射后产生的可逆光致变色现象。
实施例6
按照以下化学组成成分：Sr8.58Y0.995(PO4)7:0.02Eu2+,0.4Mn2+,0.005Tb3+分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸氢二铵、氧化铕、七氧化四铽和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温4小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝95％：5％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
实施例7
按照以下化学组成成分：Sr8.58Y0.995(PO4)7:0.02Eu2+,0.4Mn2+,0.005Ho3+分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸氢二铵、氧化铕、氧化钬和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至450℃，保温6小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1330℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝80％：10％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
利用紫外-可见分光光度计对实施例6中得到的磷酸盐可逆光致变色材料进行分析，得到其在紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图，如图6所示。图6显示了该材料在紫外光和可见光交替照射后产生的可逆光致变色现象。
实施例8
按照以下化学组成成分：Sr8.28Y0.99(PO4)7:0.02Eu2+,0.7Mn2+,0.01Er3+分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸氢二铵、氧化铕、氧化铒和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温5小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧5小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝80％：10％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
利用紫外-可见分光光度计对实施例7中得到的磷酸盐可逆光致变色材料进行分析，得到其在紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图，如图7所示。图7显示了该材料在紫外光和可见光交替照射后产生的可逆光致变色现象。
实施例9
按照以下化学组成成分：Sr8.28Y0.995(PO4)7:0.02Eu2+,0.7Mn2+,0.005Tm3+分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸氢二铵、氧化铕、氧化铥和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温5小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧5小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝80％：10％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
实施例10
按照以下化学组成成分：Sr8.28Y0.995(PO4)7:0.02Eu2+,0.7Mn2+,0.005Lu3+分别称取碳酸锶、氧化钇、磷酸氢二铵、氧化铕、氧化镥和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温6小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧5小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝80％：10％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
实施例11
按照以下化学组成成分：Sr8.78Lu(PO4)7:0.02Eu2+,0.3Mn2+分别称取碳酸锶、氧化镥、磷酸氢二铵、氧化铕和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温4小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2:H2＝80％:10％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
利用紫外-可见分光光度计对实施例11中得到的磷酸盐可逆光致变色材料进行分析，得到其在紫外光和可见光交替照射后的漫反射光谱图，如图8所示。图8显示了该材料在紫外光和可见光交替照射后产生的可逆光致变色现象。
实施例12
按照以下化学组成成分：Sr8.45Lu(PO4)7:0.05Eu2+,0.5Mn2+分别称取碳酸锶，氧化镥、磷酸二氢铵、氧化铕和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至500℃，保温6小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1320℃焙烧5小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝95％：5％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
实施例13
按照以下化学组成成分：Sr8.58Lu0.998(PO4)7:0.02Eu2+,0.4Mn2+,0.002Gd3+分别称取碳酸锶、氧化镥、磷酸二氢铵、氧化铕、氧化钆和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温4小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝95％：5％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
实施例14
按照以下化学组成成分：Sr8.28Lu0.99(PO4)7:0.02Eu2+,0.7Mn2+,0.01Dy3+分别称取碳酸锶、氧化镥、磷酸二氢铵、氧化铕、氧化镝和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温4小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝95％：5％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
实施例15
按照以下化学组成成分：Sr8.68Lu0.99(PO4)7:0.02Eu2+,0.3Mn2+,0.01Ho3+分别称取碳酸锶、氧化镥、磷酸二氢铵、氧化铕、氧化钬和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温2小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧5小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝95％：5％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。
实施例16
按照以下化学组成成分：Sr8.58Lu0.995(PO4)7:0.02Eu2+,0.4Mn2+,0.005Er3+分别称取碳酸锶、氧化镥、磷酸二氢铵、氧化铕、氧化铒和碳酸锰，充分混合研磨至均匀后，将所得混合物置于刚玉坩埚中，放入马弗炉内，在空气环境中升温至600℃，保温4小时，待自然冷却至室温后取出再次研磨均匀，然后将其放入管式炉中升温至1300℃焙烧4小时，同时通入弱还原气体(体积比为N2：H2＝80％：10％)。最后，待其自然降温至室温后，取出再次研磨，得到磷酸盐可逆光致变色材料。

Claims (10)

1.一种磷酸盐可逆光致变色材料，如式(I)所示：
Sr9－x-yRe1(1-z)(PO4)7：xEu2+，yMn2+，zRe2 3+ (I)；
其中，Re1为稀土元素Y或Lu；
Re2为稀土元素，且Re1与Re2不同时为同一种元素；
x为Eu2+的掺杂摩尔量，0＜x≤0.1；
y为Mn2+的掺杂摩尔量，0＜y≤2；
z为Re2的掺杂摩尔量，0≤z≤0.02。
2.根据权利要求1所述的磷酸盐可逆光致变色材料，其特征在于，所述Re2选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb与Lu中的一种。
3.一种权利要求1或2任意一种磷酸盐可逆光致变色材料的制备方法，其特征在于，包括：
将Sr化合物、含Re1化合物、含磷化物、含Eu化合物、含Mn化合物与含Re2化合物混合，进行预烧，然后在弱还原气氛中进行焙烧，得到磷酸盐可逆光致变色材料；
Re1为稀土元素Y或Lu；
Re2为稀土元素，且Re1与Re2不同时为同一种元素；
所述Sr化合物、含Re1化合物、含Eu化合物、含Mn化合物与含Re2化合物中Sr、Re1、Eu、Mn与Re2的摩尔比为(9-x-y)：(1-z)：x：y：z；0＜x≤0.1；0＜y≤2；0≤z≤0.02。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含Sr化合物选自Sr的碳酸盐、Sr的硝酸盐与Sr的氧化物中的一种或多种；
所述含Re1化合物选自Re1的氧化物和/或Re1的硝酸盐；
所述含磷化合物选自磷酸氢二铵和/或磷酸二氢铵；
所述含Eu化合物选自Eu的氧化物或Eu的硝酸盐；
所述含Mn化合物选自Mn的碳酸盐、Mn的草酸盐、Mn的氧化物与Mn的硝酸盐中的一种或多种；
所述含Re2化合物选自Re2的氧化物和/或Re2的硝酸盐。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预烧的温度为400℃～700℃；所述预烧的时间为2～6h。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预烧的气氛为空气气氛。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，还包括：
预烧后，冷却至室温，研磨均匀后，再在弱还原气氛中进行焙烧。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述弱还原气氛为氮气与氢气的混合气体。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混合气体中氮气与氢气的体积比为(95～80)：(5～10)。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧的温度为1200℃～1400℃；所述焙烧的时间为3～6h。
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