本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種近紅外熒光粉及其制備方法。

背景技術(shù)：

近紅外發(fā)光材料具有近紅外光穿透深度大、強(qiáng)度高、被吸收的光強(qiáng)小等特殊性能而在光纖通訊、激光源、生物傳感器和熒光免疫分析等領(lǐng)域的應(yīng)用,同樣受到了廣泛關(guān)注。特別是在生物分析、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域中運(yùn)用較多的熒光免疫分析技術(shù)方面顯示出巨大的潛力。這是由于近紅外發(fā)光材料采用可見光作為激發(fā)光源,可避免紫外光對(duì)生物體系的危害，提高安全性而實(shí)現(xiàn)無損檢測(cè)，同時(shí)生物體系自身在近紅外區(qū)無發(fā)光，不會(huì)產(chǎn)生光譜重疊干擾而實(shí)現(xiàn)高靈敏檢測(cè)。

目前國(guó)內(nèi)外近紅外發(fā)光材料的研究主要集中于日卜琳、聯(lián)三苯、熒光素pan等稀土有機(jī)配合物和稀土離子er³⁺、nd³⁺、yb³⁺等摻雜無機(jī)化合物兩種類型。

稀土有機(jī)配合物其近紅外發(fā)光強(qiáng)度較弱,穩(wěn)定性較差。這是由于稀土有機(jī)配合物中含有o-h和c-h,這兩種鍵具有高頻振動(dòng),很容易使激發(fā)態(tài)非輻射到基態(tài),引起發(fā)光猝滅,大大降低了近紅外發(fā)光的效率。相比之下，稀土摻雜無機(jī)近紅外發(fā)光材料雖避免了這種猝滅現(xiàn)象，但在生物分析等領(lǐng)域的應(yīng)用仍然受到很大的限制，這是因?yàn)橄⊥翐诫s無機(jī)近紅外發(fā)光材料的發(fā)光帶為窄帶，因此應(yīng)用局限，且發(fā)光強(qiáng)度達(dá)不到應(yīng)用所需的理想強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種近紅外熒光粉及其制備方法，本發(fā)明提供的近紅外熒光粉以ti³⁺作為摻雜離子，原料成本較低，發(fā)光強(qiáng)度較強(qiáng)且發(fā)光帶為寬帶。

本發(fā)明提供了一種近紅外熒光粉，具有式(ⅰ)所示通式：

mal12o19:xti式(ⅰ)；

其中，m選自ca或sr；x為ti³⁺的摻雜摩爾量，0.001≤x≤0.10，優(yōu)選為0.005≤x≤0.05，更優(yōu)選為0.01≤x≤0.02。

在本發(fā)明中，所述近紅外熒光粉以ti³⁺作為發(fā)光中心和摻雜離子，所述近紅外熒光粉的發(fā)光波長(zhǎng)位于600nm～850nm，優(yōu)選為650～800nm，更優(yōu)選為7500～750nm；發(fā)射峰位于750～770nm，優(yōu)選為755～765nm。

本發(fā)明還提供了一種上述近紅外熒光粉的制備方法，將含m的化合物、含al的化合物和含ti的化合物混合，進(jìn)行燒結(jié)，得到近紅外熒光粉。

本發(fā)明對(duì)所述制備原料的來源并沒有特殊的限制，為市售即可。所述含m的化合物選自m的碳酸鹽和/或m的氧化物，優(yōu)選為m的碳酸鹽。所述含ti的化合物選自ti的氧化物，優(yōu)選為tio2；所述含al的化合物選自al的氧化物，即氧化鋁。

將含m的化合物、含al的化合物和含ti的化合物混合，得到混合物。在本發(fā)明中，所述混合優(yōu)選在研缽中混合。

所述含m的化合物、含ti的化合物和含al的化合物的摩爾比優(yōu)選為1000:6000:1～10:60:1。

所述燒結(jié)的溫度為1400～1600℃，優(yōu)選為1450～1550℃；所述燒結(jié)的時(shí)間為4～8h，優(yōu)選為5～7h。所述燒結(jié)的氣氛為氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚夥?。其中，所述氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比為1:10～1:20，優(yōu)選為1:14～1:16。

在本發(fā)明中，所述燒結(jié)采用高溫管式爐，所述高溫管式爐優(yōu)選為馬弗爐。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種近紅外熒光粉，具有式(ⅰ)所示通式：mal12o19:xti式(ⅰ)；其中，m選自ca或sr；0.001≤x≤0.10。本發(fā)明以鋁酸鹽為基質(zhì)，摻雜ti³⁺離子得到一種ti³⁺激活的近紅外熒光粉。該熒光粉的原料成本較低，發(fā)光強(qiáng)度較強(qiáng)且發(fā)光帶為寬帶。并且，其制備原材料價(jià)格低廉，對(duì)設(shè)備要求低，制備工藝簡(jiǎn)單易行，可重復(fù)性好，得到的產(chǎn)品穩(wěn)定性高，易于大規(guī)模推廣和生產(chǎn)應(yīng)用。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中所制備的熒光粉的x射線衍射圖；

圖2為實(shí)施例1中所制備的熒光粉的漫反射譜；

圖3為實(shí)施例1中所制備的熒光粉的激發(fā)光譜；

圖4為實(shí)施例1中所制備的熒光粉的發(fā)射光譜；

圖5為實(shí)施例2中所制備的熒光粉的漫反射譜；

圖6為實(shí)施例2中所制備的熒光粉的激發(fā)光譜；

圖7為實(shí)施例2中所制備的熒光粉的發(fā)射光譜；

圖8為實(shí)施例3中所制備的熒光粉的激發(fā)光譜；

圖9為實(shí)施例3中所制備的熒光粉的發(fā)射光譜。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的近紅外熒光粉及其制備方法進(jìn)行說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。

以下實(shí)施例中待測(cè)樣品的x射線衍射檢測(cè)采用北京普析xd-2x射線衍射儀；激發(fā)光譜檢測(cè)采用愛丁堡fls-980熒光光譜儀；漫反射光譜檢測(cè)采用evolution-220紫外可見分光光度計(jì)；激發(fā)光譜檢測(cè)采用愛丁堡fls-980熒光光譜儀。

實(shí)施例1

按照熒光粉的化學(xué)組成：sral12o19:0.001ti³⁺，分別稱取al2o3、srco3和tio2，其摩爾比例為6:1:0.001，充分混合并在研缽中研磨均勻后放進(jìn)高溫管式爐進(jìn)行燒結(jié)，在1600℃下氮?dú)馀c氫氣體積比為1:10環(huán)境中燒制4h，得到所述熒光粉。

對(duì)本實(shí)施例中得到的熒光粉進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1～圖4所示。圖1為實(shí)施例1中所制備的熒光粉的x射線衍射圖；圖2為實(shí)施例1中所制備的熒光粉的漫反射譜，其中圖2中的較小的圖為大圖中300～800nm處的局部放大圖；圖3為實(shí)施例1中所制備的熒光粉的激發(fā)光譜；圖4為實(shí)施例1中所制備的熒光粉的發(fā)射光譜。圖1的x射線衍射圖證明得到sral12o19純相；在圖2的漫反射光譜圖中400～600nm處出現(xiàn)了明顯的吸收峰，說明所制備的熒光粉可被此范圍內(nèi)波長(zhǎng)有效激發(fā)；圖3為730nm波長(zhǎng)檢測(cè)下所得的激發(fā)光譜，圖中在400～600nm中出現(xiàn)明顯激發(fā)峰，屬于ti³⁺的特征激發(fā)峰，說明該熒光粉可被可見光激發(fā)；圖4為在500nm波長(zhǎng)下激發(fā)所得的發(fā)射光譜，730nm波長(zhǎng)處顯示出明顯的發(fā)射峰，屬于ti³⁺的特征發(fā)射峰，說明該熒光粉可發(fā)射近紅外光。

實(shí)施例2

按照熒光粉的化學(xué)組成：sral12o19:0.10ti³⁺，分別稱取al2o3、srco3和tio2，其摩爾比例為6:1:0.10，充分混合并在研缽中研磨均勻后放進(jìn)高溫管式爐進(jìn)行燒結(jié)，在1400℃下氮?dú)馀c氫氣體積比為1:10環(huán)境中燒制8h，得到所述熒光粉。

對(duì)本實(shí)施例中得到的熒光粉進(jìn)行分析，結(jié)果如圖5～圖7所示。圖5為實(shí)施例2中所制備的熒光粉的漫反射譜，其中圖5中的較小的圖為大圖中300～800nm處的局部放大圖；圖6為實(shí)施例2中所制備的熒光粉的激發(fā)光譜；圖7為實(shí)施例2中所制備的熒光粉的發(fā)射光譜。在圖5的漫反射光譜圖中400～600nm處出現(xiàn)了明顯的吸收峰，說明所制備的熒光粉可被此范圍內(nèi)波長(zhǎng)有效激發(fā)；圖6為770nm波長(zhǎng)監(jiān)測(cè)下所得的激發(fā)光譜，圖中在400～600nm中出現(xiàn)明顯激發(fā)峰，屬于ti³⁺的特征激發(fā)峰，說明該熒光粉可被可見光激發(fā)；圖7為在500nm波長(zhǎng)下激發(fā)所得的發(fā)射光譜，770nm波長(zhǎng)處顯示出明顯的發(fā)射峰，屬于ti³⁺的特征發(fā)射峰，說明該熒光粉可發(fā)射近紅外光。

實(shí)施例3

按照熒光粉的化學(xué)組成：caal12o19:0.01ti³⁺，分別稱取al2o3、caco3和tio2，其摩爾比例為6:1:0.01，充分混合并在研缽中研磨均勻后放進(jìn)高溫管式爐進(jìn)行燒結(jié)，在1600℃下氮?dú)馀c氫氣體積比為1:20環(huán)境中燒制4h，得到所述熒光粉。

對(duì)本實(shí)施例中得到的熒光粉進(jìn)行分析，結(jié)果如圖8～圖9所示，圖8為實(shí)施例3中所制備的熒光粉的激發(fā)光譜；圖9為實(shí)施例3中所制備的熒光粉的發(fā)射光譜。圖8為770nm波長(zhǎng)檢測(cè)下所得的激發(fā)光譜，圖中在400～600nm中出現(xiàn)明顯激發(fā)峰，屬于ti³⁺的特征激發(fā)峰，說明該熒光粉可被可見光激發(fā)；圖9為在500nm波長(zhǎng)下激發(fā)所得的發(fā)射光譜，屬于ti³⁺的特征發(fā)射峰，770nm波長(zhǎng)處顯示出明顯的發(fā)射峰，說明該熒光粉可發(fā)射近紅外光。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。