摻雜的近紅外長余輝材料及其制備方法、應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及近紅外長余輝發(fā)光材料，特別涉及一種Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料及其制備方法、應用。
【背景技術】
[0002]長余輝材料是一種能夠儲存能量，在激發(fā)源關閉后具有相當長時間的余輝發(fā)射的發(fā)光材料。在日光或紫外線等光源的激發(fā)下吸收外界光源的能量，并將其儲存起來，關閉激發(fā)光源后，在室溫下以可見光的形式釋放出來，形成長余輝發(fā)光。長余輝發(fā)光材料的主要用途在早期主要是黑暗環(huán)境中的指示照明，如用于緊急通道、火險通道的指示牌及其他設備上，既節(jié)能又環(huán)保。在資源日趨緊張的現(xiàn)代社會，長余輝發(fā)光材料作為一種新型、環(huán)保、高效、節(jié)能的發(fā)光材料越來越受到人們的關注。目前，長余輝發(fā)光材料得到迅猛的發(fā)展，已在應急照明、特殊指示、交通標識、工藝美術等諸多領域得到廣泛應用。近年來又逐漸拓展到生物標示、醫(yī)學探測、信息存儲、高能射線探測等應用領域。作為長余輝發(fā)光材料多色化的關鍵技術之一，近紅外長余輝發(fā)光材料的制備與研究一直是關注的焦點。
[0003]但是，近紅外長余輝的發(fā)展遠遠落后于可見長余輝，近紅外區(qū)域的發(fā)展極其緩慢。主要存在兩個方面。一，由于近紅外長余輝發(fā)光的發(fā)射波長范圍受到限制，具有近紅外長余輝的離子種類非常少。到現(xiàn)在為止，只有Mn4+，Mn2+和Cr 3+的紅光和650_1000nm近紅外光被廣泛的報道。二，合適的基質更是少之又少，從而造成了余輝時間較短，很難優(yōu)化長余輝性質。Mn2+只能在Zn 2+的四面體中才能觀察到長余輝現(xiàn)象，而Cr 3+則只能在Ga 3+的八面體位置才能觀察到長余輝現(xiàn)象，所以只有部分Zn的含氧酸鹽和鎵酸鹽中才能觀察到長余輝發(fā)光。
[0004]由于長余輝材料有其獨特的性能，尤其是在生物透過窗口(650-1400nm)，它具有壽命長，低自體熒光，高信噪比，深組織穿透性等優(yōu)良特性，被認為是新一代生物標記材料最有潛力的替代者。研究近紅外長余輝材料對于提高光學成像的分辨率，減弱光干擾作用，分析細胞、組織及其他復雜系統(tǒng)的結構和功能有重大意義。因此，尋找新的近紅外長余輝發(fā)光材料的基質和離子變得尤為重要。

【發(fā)明內容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術的上述缺點與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料，其長余輝發(fā)光波長范圍位于650nm-1000nm，發(fā)射峰的峰位位于800nm左右。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供上述Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的制備方法。
[0007]本發(fā)明的再一目的在于提供上述Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的應用。
[0008]本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn):
[0009]—種Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料，基質材料為ASnO3，摻雜元素為B1、M、N;其中A為Ca、Sr中的一種，M為Mo、Zr、Nb、T1、Cr中的一種，N為Y、La中的一種；x的范圍為0.1mol %?5mol %，y 的范圍為 0.1mol %?5mol %，z 的范圍為 0.1mol %?5mol %。
[0010]所述的Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的制備方法，包括以下步驟:
[0011](I))稱量物料:分別稱量含錫化合物、含鉍化合物、含A化合物、含M化合物、含N化合物；
[0012]其中，含A化合物為含Ca化合物、含Sr化合物中的一種；
[0013]所述含M化合物為含Mo化合物、含Zr化合物、含Nb化合物、含Ti化合物、含Cr化合物中的一種；
[0014]所述含N化合物為含Y化合物、含La化合物中的一種；
[0015](2)步驟(I)所稱量的物料經(jīng)研磨混勻后在空氣中1000?1300°C燒制2?8小時，得到Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料。
[0016]所述含錫化合物為氧化錫。
[0017]所述含鉍化合物為氧化鉍。
[0018]所述含Ca化合物為碳酸鈣；所述含Sr化合物為碳酸鍶。
[0019]所述含Mo化合物為氧化鉬；所述含Zr化合物為氧化鋯；所述含Nb化合物為氧化鈮；所述含Ti化合物為氧化鈦；所述含Cr化合物為氧化鉻。
[0020]所述含Y化合物為氧化釔；所述含La化合物為氧化鑭。
[0021]所述的Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的應用，，用于生物標記成像。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果:
[0023]近紅外長余輝的發(fā)光離子非常少，可供選擇的基質也非常有限。Bi2+的研究很多，大量關于Bi2+的熒光報道，但是Bi 2+的長余輝卻沒有報道過；且在SOOnm左右波段的長余輝更是鮮有發(fā)現(xiàn)。本發(fā)明制備得到的Bi2+摻雜的近紅外長余輝發(fā)光材料，可以發(fā)射出SOOnm左右的近紅外長余輝，實現(xiàn)了新波段、新離子的長余輝。大大擴展了長余輝材料對于基質和離子的可選擇性，提升了近紅外長余輝的發(fā)展空間，有效地促進了長余輝的發(fā)展。本發(fā)明的材料發(fā)射出800nm左右的長余輝，能很好的用于生物標記成像。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的實施例1制備的樣品的近紅外熒光光譜。
[0025]圖2為本發(fā)明的實施例1制備的樣品的近紅外長余輝光譜。
[0026]圖3為本發(fā)明的實施例1制備的樣品的近紅外長余輝衰減曲線。
[0027]圖4為本發(fā)明的實施例2制備的樣品的近紅外長余輝衰減曲線。
[0028]圖5為本發(fā)明的實施例3制備的樣品的近紅外熒光光譜。
[0029]圖6為本發(fā)明的實施例3制備的樣品的近紅外長余輝衰減曲線。
[0030]圖7為本發(fā)明的實施例4制備的樣品的近紅外長余輝光譜。
[0031]圖8為本發(fā)明的實施例5制備的樣品的近紅外長余輝衰減曲線。
【具體實施方式】
[0032]下面結合實施例，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0033]實施例1
[0034]本實施例的近紅外長余輝材料，基質材料為CaSnO3;摻雜離子為B1、Mo、Y，摻雜量都為0.5mol %，按照以上成分，分別稱取碳酸鈣，二氧化錫，氧化鉍，氧化鉬，氧化釔，經(jīng)研磨混勻后1200°C燒制2小時。
[0035]本實施例制備的樣品的近紅外熒光光譜如圖1所示顯示，在312nm的激發(fā)下，發(fā)出了 788nm的熒光，788nm的發(fā)光對應著激發(fā)峰如圖1左邊激發(fā)光譜所示。圖2顯示了本實施例制備的近紅外長余輝材料在太陽光下照射10分鐘后I分鐘的長余輝光譜，表明此種材料具備長余輝特性。圖3為本實施例制備的樣品在太陽光下照射10分鐘后監(jiān)測788nm的余輝衰減情況，顯示了本材料具備一定時間的近紅外長余輝。
[0036]實施例2
[0037]本實施例的近紅外長余輝材料，基質材料為CaSnO3;摻雜離子為B1、Zr、La，摻雜量都為5mol %，按照以上成分，分別稱取碳酸鈣，氧化錫，氧化鉍，氧化鋯，氧化鑭，經(jīng)研磨混勻后1100°C燒制4小時。
[0038]圖4為本實施例制備的樣品在太陽光下照射10分鐘后監(jiān)測788nm的余輝衰減情況，顯示了本材料具備一定時間的近紅外長余輝。
[0039]實施例3
[0040]本實施例的近紅外長余輝材料，基質材料為SrSnO3;摻雜離子為B1、Nb、Y，摻雜量都為2mol % ο按照以上成分，分別稱取碳酸鍶，二氧化錫，氧化鉍，氧化鈮，氧化釔，經(jīng)研磨混勻后1300°C燒制4小時。
[0041]圖5顯示了在298nm的激發(fā)下，發(fā)出了 808nm的熒光，808nm的發(fā)光對應著激發(fā)峰如圖5左邊激發(fā)光譜所示。圖6為本實施例制備的樣品在太陽光下照射10分鐘后監(jiān)測808nm的余輝衰減情況，顯示了本材料具備一定時間的近紅外長余輝。
[0042]實施例4
[0043]本實施例的近紅外長余輝材料，基質材料為SrSnO3;摻雜離子為B1、T1、La，摻雜量分別為5mol %，3mol %，Imol %。按照以上成分，分別稱取碳酸鎖，氧化錫，氧化祕，氧化鈦，氧化鑭，經(jīng)研磨混勻后IlOOcC燒制8小時。
[0044]圖7為本實施例制備的樣品在太陽光下照射10分鐘后的長余輝光譜，顯示了本材料具備近紅外長余輝。
[0045]實施例5
[0046]本實施例的近紅外長余輝材料，基質材料為SrSnO3;摻雜離子為B1、Cr、Y，摻雜量分別為Imol %，3mol %，5mol %。按照以上成分，分別稱取碳酸鎖，氧化錫，氧化祕，氧化絡，氧化釔，經(jīng)研磨混勻后1100°C燒制5小時。
[0047]圖8為本實施例制備的樣品在太陽光下照射10分鐘后監(jiān)測808nm的余輝衰減情況，顯示了本材料具備一定時間的近紅外長余輝。
[0048]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種Bi 2+摻雜的近紅外長余輝材料，其特征在于，基質材料為ASnO 3，摻雜元素為B1、M、N;其中A為Ca、Sr中的一種，M為Mo、Zr、Nb、T1、Cr中的一種，N為Y、La中的一種；x的范圍為0.1mol %?5mol %，y的范圍為0.1mol %?5mol %，z的范圍為0.1mol %?5mol %。2.權利要求1所述的Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1))稱量物料:分別稱量含錫化合物、含鉍化合物、含A化合物、含M化合物、含N化合物； 其中，含A化合物為含Ca化合物、含Sr化合物中的一種； 所述含M化合物為含Mo化合物、含Zr化合物、含Nb化合物、含Ti化合物、含Cr化合物中的一種； 所述含N化合物為含Y化合物、含La化合物中的一種； (2)步驟⑴所稱量的物料經(jīng)研磨混勻后在空氣中1000?1300°C燒制2?8小時，得到Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料。3.根據(jù)權利要求2所述的Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的制備方法，其特征在于，所述含錫化合物為氧化錫。4.根據(jù)權利要求2所述的Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的制備方法，其特征在于，所述含鉍化合物為氧化鉍。5.根據(jù)權利要求2所述的Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的制備方法，其特征在于，所述含Ca化合物為碳酸鈣；所述含Sr化合物為碳酸鍶。6.根據(jù)權利要求2所述的Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的制備方法，其特征在于，所述含Mo化合物為氧化鉬；所述含Zr化合物為氧化鋯；所述含Nb化合物為氧化鈮；所述含Ti化合物為氧化鈦；所述含Cr化合物為氧化鉻。7.根據(jù)權利要求2所述的Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的制備方法，其特征在于，所述含Y化合物為氧化釔；所述含La化合物為氧化鑭。8.權利要求1所述的Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料的應用，其特征在于，用于生物標記成像。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Bi2+摻雜的近紅外長余輝材料，基質材料為ASnO3，摻雜元素為Bi、M、N；其中A為Ca、Sr中的一種，M為Mo、Zr、Nb、Ti、Cr中的一種，N為Y、La中的一種；x的范圍為0.1mol％～5mol％，y的范圍為0.1mol％～5mol％，z的范圍為0.1mol％～5mol％。本發(fā)明還公開了上述近紅外長余輝材料的制備方法和應用。本發(fā)明還公開了上述近紅外長余輝材料的制備方法。本發(fā)明的近紅外長余輝材料發(fā)射出650-1000nm波段的近紅外長余輝，其發(fā)射峰峰位于800nm附近，并都具備一定的余輝發(fā)光時間。
【IPC分類】A61K49/00, C09K11/66, G01N21/64
【公開號】CN105062475
【申請?zhí)枴緾N201510502489
【發(fā)明人】邱建榮, 秦嬉嬉, 李楊, 吳達坤
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月14日