一种Bi制造技术

本发明专利技术公开了一种Bi

【技术实现步骤摘要】
一种Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及无机发光材料
，更具体地，涉及一种Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]长余辉发光材料是指在一定光源照射下能够存储外界光辐照的能量，然后在某一温度下，缓慢地以光的形式释放，是一种存储能量的光致发光材料。到目前为止，位于可见光和近红外区各个波段的长余辉发光材料大都已经被开发出来，如蓝色长余辉发光材料CaAl2O4：Eu
2+
，Nd
3+
、红色长余辉发光材料Y2O2S：Eu
3+
，Mg
3+
，Ti
4+
以及近红外长余辉发光材料ZnGa2O4：Cr
3+
。相比于可见光和近红外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研究还较少，但由于发光波长位于紫外区的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广泛的应用前景，因此，紫外长余辉发光材料的开发越来越受到研究者的关注，但目前现有紫外长余辉发光材料的基质多为双金属体系，如现有技术公开的LiScGeO4：Bi
3+
(Zhou Z,Xiong P,H Liu,et al.Ultraviolet
‑
A Persistent Luminescence of a Bi
3+
‑
Activated LiScGeO
4 Material[J].Inorganic Chemistry,2020.)、LiYGeO4：Bi
3+
和NaYGeO4：Bi
3+
等，而基质为单金属体系的紫外长余辉发光材料仍然较少。

技术实现思路

[0003]本专利技术的首要目的是克服现有技术所述紫外长余辉发光材料的基质多为双金属体系，基质为单金属体系的紫外长余辉发光材料较少的问题，提供一种Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料，其发射波长峰值位于350nm，发光持续时间达13h。
[0004]本专利技术的另一目的是提供上述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料的制备方法。
[0005]本专利技术的进一步目的是提供上述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料的应用。
[0006]本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料，分子式为Mg2‑
x
Bi
x
GeO4，其中0<x≤0.03。
[0008]本专利技术以Mg2GeO4作为基质，通过掺杂三价铋离子制备得到一种发光材料。三价铋离子掺杂到Mg2GeO4中，提高了材料的陷阱深度，进而延长了余辉的持续时间。
[0009]优选地，所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料分子式为Mg2‑
x
Bi
x
GeO4，其中0.005≤x≤0.02。更优选为x＝0.01。经多次试验，专利技术人发现0.005≤x≤0.02，余辉强度更大，当x＝0.01时，余辉强大最大。
[0010]所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]按化学计量比称取含Mg化合物、含Ge化合物、含Bi化合物，再进行混合、研磨、煅烧，冷却后得到所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料。
[0012]本专利技术所述含Mg化合物选自碳酸镁、硝酸镁、氧化镁中的一种或多种。
[0013]本专利技术所述含Ge化合物选自氧化锗。
[0014]本专利技术所述含Bi化合物选自硝酸铋、氧化铋中的一种或两种。
[0015]优选地，所述煅烧为在800～900℃预烧1～3h，冷却后研磨，于1200～1300℃下再焙烧3～6h。
[0016]优选地，所述煅烧气氛为空气。
[0017]本专利技术还提供所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料在光存储领域中应用。
[0018]本专利技术还提供所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料在光催化领域中应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术以Mg2GeO4作为基质，通过掺杂三价铋离子制备得到一种发光材料，该材料表现出较强的紫外长余辉发光，其发射波长峰值位于350nm，发光持续时间达13h，可应用于光催化和光存储等领域。
附图说明
[0021]图1是实施例1所述紫外长余辉发光材料的XRD图。
[0022]图2是实施例1所述紫外长余辉发光材料的激发光谱图。
[0023]图3是实施例1所述紫外长余辉发光材料的发射光谱图。
[0024]图4是实施例1所述紫外长余辉发光材料在254nm紫外光辐照10分钟后，在不同衰减时间得到的余辉发射光谱。
[0025]图5是实施例1～5所述紫外长余辉发光材料在254nm紫外光辐照10分钟后，得到的余辉衰减曲线对比图，测试时间为600s。
[0026]图6是实施例1所述紫外长余辉发光材料在254nm紫外光辐照10分钟后，得到的余辉衰减曲线图，测试时间为13h。
具体实施方式
[0027]为了更清楚、完整的描述本专利技术的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本专利技术，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，可以在本专利技术权利限定的范围内进行各种改变。
[0028]实施例1
[0029]一种Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料，其分子式为Mg
1.99
Bi
0.01
GeO4。
[0030]上述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料的制备方法，步骤如下：
[0031]按化学计量比分别称取MgO、GeO2和Bi2O3，充分混合并研磨至均匀后放入刚玉坩埚中，然后放进高温管式炉，首先在900℃预烧1h，等待自然降温至室温后取出再次研磨均匀，然后在高温管式炉中升温至1250℃焙烧4h，待反应结束自然冷却至室温，再次研磨至细即得到Mg
1.99
Bi
0.01
GeO4。
[0032]实施例2
[0033]一种Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料，其分子式为Mg
1.999
Bi
0.001
GeO4。
[0034]本实施例所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料的制备方法与实施例1基本一致。
[0035]实施例3
[0036]一种Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料，其分子式为Mg
1.9975
Bi
0.0025
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料，其特征在于，分子式为Mg2‑
x
Bi
x
GeO4，其中0<x≤0.03。2.如权利要求1所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料，其特征在于，分子式为Mg2‑
x
Bi
x
GeO4，其中0.005≤x≤0.02。3.权利要求1或2所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按化学计量比称取含Mg化合物、含Ge化合物、含Bi化合物，再进行混合、研磨、煅烧，冷却后得到所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料。4.如权利要求3所述Bi
3+
掺杂的紫外长余辉发光材料的制备方法，其特征在于，所述含Mg化合物选自碳酸镁、硝酸镁、氧化镁...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡义华，王传龙，金亚洪，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：