CN111690407A - 一种Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料及其制备方法 - Google Patents

一种Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料，该紫外超长余辉发光材料的基质为LiMGeO4，其中M为Y或者Lu，在基质中掺杂Bi3+离子，Bi3+占所述长余辉材料的0.01mol％～5mol％。所述制备方法包括：按照化学计量比分别称取原料，研磨混合均匀，然而进行高温煅烧，冷却得到紫外超长余辉发光材料。本发明制备的超长余辉发光材料表现出很强的单带紫外长余辉发光，其长余辉发光峰值位于350nm左右，其长余辉发光时间远超72小时。本发明制备的紫外超长余辉发光材料在光动力治疗、光催化、杀菌消毒和防伪等领域具有潜在的应用价值。

Description

一种Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料及其制备方法
技术领域
*本发明属于发光材料领域，涉及到一种发光材料，具体涉及一种紫外超长余辉发光材料，本发明还涉及一种该发光材料的制备方法。
背景技术
*长余辉发光材料是一种光致发光材料，材料在吸收激发光能量后，能够将部分能量储存起来，然后将储存的能量以发光的形式缓慢地释放出来，因此，在激发光停止激发后，长余辉发光材料仍然可以持续发光，这种持续发光现象被称为余辉。目前，可见光长余辉发光材料发展比较成熟，已经被广泛应用于弱光照明、应急指示和装饰等领域。长余辉发光波长位于200-400nm之间的紫外长余辉发光材料在光动力治疗、光催化、杀菌消毒和防伪等领域具有潜在的应用价值。然而，相比于可见光长余辉发光材料所取得的巨大成功，紫外长余辉发光材料的开发和研究相对落后，一直缺乏性能优异的紫外长余辉发光材料。
发明内容
*针对以上问题，本发明的目的是提供一种Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料，其紫外长余辉发射峰位于350nm左右，紫外长余辉发光时间超过72小时。
*本发明的另一个目的在于提供上述Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料的制备方法。
*为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
*本发明提供了一种Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料，以LiMGeO4为基质，M为Y或者Lu，掺杂Bi3+离子，其中Bi3+占所述长余辉发光材料的0.01mol％～5mol％。
*上述紫外超长余辉发光材料的制备方法，其具体步骤如下：
*按照化学计量比分别称取含Li化合物、含Y或者含Lu化合物、含Ge化合物、含Bi化合物，研磨混合均匀
*将混合物在空气中1100-1300℃煅烧2-8h，待到自然冷却后即可得到紫外超长余辉发光材料。
*所述的含Li化合物为碳酸锂、硝酸锂或氧化锂。
*所述的含Y化合物为氧化钇或硝酸钇，含Lu化合物为氧化镥或硝酸镥。
*所述的含Ge化合物为氧化锗。
*所述的含Bi化合物为氧化铋或硝酸铋。
*本发明制备的超长余辉发光材料，其长余辉发光峰值位于350nm左右，其长余辉发光时间远超72小时。该材料在光动力治疗、光催化、杀菌消毒和防伪等领域具有潜在的应用价值。
*本发明采用的制备方法，原材料取材广泛、价格低廉、操作简单，不需要保护气氛，适合大规模生产。
附图说明
*图1是实施1制备的紫外超长余辉发光材料的长余辉发射光谱。
*图2是实施1制备的紫外超长余辉发光材料在254nm紫外光激发10分钟后得到的紫外长余辉衰减曲线。
*图3是实施2制备的紫外超长余辉发光材料的长余辉发射光谱。
*图4是实施2制备的紫外超长余辉发光材料在254nm紫外光激发10分钟后得到的紫外长余辉衰减曲线。
具体实施方式
*下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
*实施例1
*按照以下成分：紫外超长余辉发光材料LiYGeO4:Bi3+，以LiYGeO4为基质，掺杂Bi3+离子为激活离子，其中Bi3+离子的掺杂量为0.5mol％；分别称取碳酸锂、氧化钇、氧化锗、氧化铋，经过研磨混匀后在1250℃煅烧5小时，冷却到室温得到紫外超长余辉发光材料。
*本实施例制备的紫外超长余辉发光材料的长余辉发射光谱如图1所示，利用254nm的紫外灯对样品进行10分钟的激发，停止激发后，样品能够产生紫外长余辉发光，其发光峰值位于350nm处。
*本实施例制备的紫外超长余辉发光材料的紫外长余辉衰减曲线如图2所示，利用254nm的紫外灯对样品进行10分钟的激发，停止激发后，样品可以产生长达72小时的紫外长余辉发光。监测波长为350nm。
*实施例2
*按照以下成分：紫外超长余辉发光材料LiLuGeO4:Bi3+，以LiLuGeO4为基质，掺杂Bi3+离子为激活离子，其中Bi3+离子的掺杂量为0.5mol％；分别称取碳酸锂、氧化镥、氧化锗、氧化铋，经过研磨混匀后在1250℃煅烧5小时，冷却到室温得到紫外超长余辉发光材料。
*本实施例制备的紫外超长余辉发光材料的长余辉发射光谱如图3所示，利用254nm的紫外灯对样品进行10分钟的激发，停止激发后，样品能够产生紫外长余辉发光，其发光峰值位于348nm处。
*本实施例制备的紫外超长余辉发光材料的紫外长余辉衰减曲线如图4所示，利用254nm的紫外灯对样品进行10分钟的激发，停止激发后，样品可以产生长达72小时的紫外长余辉发光。监测波长为348nm。
*实施例3
*按照以下成分：紫外超长余辉发光材料LiYGeO4:Bi3+，以LiYGeO4为基质，掺杂Bi3+离子为激活离子，其中Bi3+离子的掺杂量为1mol％；分别称取碳酸锂、氧化钇、氧化锗、氧化铋，经过研磨混匀后在1200℃煅烧6小时，冷却到室温得到紫外超长余辉发光材料。
*实施例4
*按照以下成分：紫外超长余辉发光材料LiLuGeO4:Bi3+，以LiLuGeO4为基质，掺杂Bi3+离子为激活离子，其中Bi3+离子的掺杂量为1mol％；分别称取碳酸锂、氧化镥、氧化锗、氧化铋，经过研磨混匀后在1200℃煅烧6小时，冷却到室温得到紫外超长余辉发光材料。
*以上实施例的说明只是帮助理解本发明的方法和核心思想。本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，在其他任何未背离本发明的核心前提下所作的改变和修饰，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料，以LiMGeO4为基质，M为Y或者Lu，掺杂Bi3+离子，其中Bi3+占所述长余辉发光材料的0.01mol％～5mol％。
2.根据权利要求1所述的Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照化学计量比分别称取含Li化合物、含Y或含Lu化合物、含Ge化合物和含Bi化合物，将化合物混合研磨均匀。
(2)将研磨后的混合物在1100～1300℃煅烧2-8小时，得到Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料。
3.根据权利要求2所述的Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，所述的含Li化合物为碳酸锂、硝酸锂或氧化锂。
4.根据权利要求2所述的Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，所述的含Y化合物为氧化钇或硝酸钇，含Lu化合物为氧化镥或硝酸镥。
5.根据权利要求2所述的Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，所述的含Ge化合物为氧化锗。
6.根据权利要求2所述的Bi3+掺杂的紫外超长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，所述的含Bi化合物为氧化铋或硝酸铋。
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