【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及荧光材料，特别是涉及一种基于铈、锰掺杂硅铝酸盐荧光材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、传统的防伪技术有激光防伪、荧光防伪、磁性防伪、温变防伪等，这些防伪技术普遍存在着技术含量低,结构组合易被破译等缺陷。荧光防伪技术具有激发波长的覆盖范围广、无背景荧光、物理稳定性和化学稳定性高等优点，在包装防伪领域具有广阔的应用前景。
2、荧光防伪材料是荧光防伪技术的核心基础，在紫外光或红外光的照射下，荧光防伪材料在吸收一定量能量后可以快速的释放能量，呈现出明亮的、鲜艳的彩色荧光效果，已广泛应用于红外防伪油墨(在780-1060nm红外光照射下为绿光或红光)、防伪印油(在日光照射下无色，在紫外灯的照射下为红色荧光)和具有指纹特征的防伪纤维等。
3、在我国，防伪行业市场容量可达上千亿元，多重防伪和信息加密已是21世纪具有广阔应用前景的发展行业。目前，最常见荧光防伪材料多以tb3+、yb3+和er3+等为激活离子，基于ce3+和mn2+的荧光防伪材料及防伪技术有待探索。如专利文件cn100482751c公开了一种能负载密码的多重色比高效发光防伪印泥，由镱的氟化物作为敏化中心化合物，和从铒、钕、钐、铥和钬的氟化物中选择至少一种作为发光中心化合物，和从氟化锌、氟化锆、氧化锗、氟化锶、氟化镁、氟化钠、硫化锌、氟铝酸铵、氟化钡、氟化镉、氟化镧、氧化锌、氧化硼和氯化锌中择其至少一种作为发光中心结构载体组成组合物，将所述组合物混合和机械研磨后，按精密烧制程序制得陶瓷半成品，再将所述陶瓷半成品研磨成粉末成品，并取一定量的所
技术实现思路
1、基于此，为解决现有技术中存在的至少一种技术问题，本专利技术提出一种基于铈、锰掺杂硅铝酸盐荧光材料及其制备方法和应用。
2、一种基于铈、锰掺杂硅铝酸盐荧光材料，所述荧光材料的化学组成式为：mg3-x-ycexmnyal3+xsi4-xpo18，式中x为ce3+的掺杂浓度，0.02≤x≤0.04，y为mn2+的掺杂浓度，其数值范围为0.03≤y≤0.17，所述荧光材料的激发波长范围为250～500nm，为带状吸收，发射波长范围为317-750nm，为带状发射，具有较宽的激发波长和发射波长范围。
3、优选地，所述荧光材料在不同的掺杂浓度、激发波长和温度下具有可调的荧光颜色的特征，具体为：
4、当所述x固定，y值由大变小时，所述荧光材料的荧光颜色从橙红色变成天蓝色；
5、当所述x和y的数值为定值时，改变激发波长，所述荧光材料的荧光颜色在天蓝色、翠绿色和橙红色的范围内改变；
6、当所述x和y的数值以及激发波长分别为定值时，随着温度从常温由低到高变化时，所述荧光材料的可调荧光颜色范围从橙红色到天蓝色。
7、进一步优选地，当x＝0.03，y值由大变小时，所述荧光材料的荧光颜色从橙红色变成天蓝色；
8、当x＝0.03，y＝0.03，激发波长分别为254、320、417和427nm时，所述荧光材料的荧光颜色分别为玫红、橙红、翠绿和黄色；
9、当x＝0.03，0.03≤y≤0.17且为定值，激发波长为300-330nm且为定值时，在50-200℃范围内，随着温度由低到高变化时，所述荧光材料的可调荧光颜色范围从橙红色到天蓝色。在此范围内，ce3+和mn2+离子可实现较好的共激发、较好的ce3+和mn2+离子荧光强度比和较大的荧光颜色变化。
10、进一步优选地，x＝0.03，y＝0.07，此时荧光材料化学组成式为mg2.9ce0.03mn0.07al3.03si3.97po18，材料的ce3+和mn2+荧光不仅具有合适的荧光强度比例，而且表现良好的温度响应。在光学测温过程中，采用310nm光激发，mn2+对ce3+荧光强度比值能灵敏地响应温度的变化，同时，荧光颜色对响应温度的变化较为明显。
11、本专利技术的荧光材料以mg3al3si4po18为基质，该基质中晶体学mg2+格位可被ce3+和mn2+离子占据。ce3+离子荧光属于5d-4f跃迁，具有纳秒量级的辐射寿命、较高量子效率和可调控发射波长的特征，而mn2+离子荧光属于3d-3d跃迁，具有毫秒量级的辐射寿命和可调的发射波长等特征，所以ce3+和mn2+掺杂mg3al3si4po18荧光材料在多重防伪应用方面具有理论基础。其次，mg3al3si4po18具有较合适的mg2+配位环境，ce3+在基质晶格中表现蓝紫光的发射，发射峰极大值约为366nm；mn2+表现绿光或者红光的发射，发射峰极大值约为517和600nm。ce3+和mn2+掺杂mg3al3si4po18材料在不同的掺杂浓度和激发波长下，荧光颜色从橙红光到蓝紫光变化，光色变化明显。再次，ce3+和mn2+的最低5d和3d能级与mg3al3si4po18基质导带底的能垒不同，ce3+和mn2+荧光的热稳定性不同。与此同时，ce3+的发射带与mn2+的吸收带在能量方面很匹配，所以ce3+和mn2+荧光存在热耦合因素，表现灵敏地响应温度变化的荧光过程。最后，优选出合适的掺杂浓度和激发波长后，ce3+和mn2+掺杂mg3al3si4po18材料的mn2+对ce3+荧光强度比值随温度变化，表现灵敏的变化；温度升高，荧光颜色从橙红光到天蓝光变化。因此，本专利技术的ce3+和mn2+离子激活的新型mg3al3si4po18荧光材料具有多重防伪应用。
12、本专利技术的另一方面还提供了上述荧光材料的制备方法，包括以下步骤：
13、s1、按照化学组成式计量比取镁盐、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化铈、和碳酸锰、磷酸二氢铵于玛瑙研钵中混合，得混合物，再加入无水乙醇研磨混合均匀，在常温25℃左右干燥后备用；
14、s2、将s1干燥后的混合物转移到坩埚中，在还原气氛中进行焙烧处理，冷却后，即可得到所述荧光材料。
15、优选地，步骤s1中，所述镁盐为氧化镁或者碱式碳酸镁。
16、优选地，步骤s2中，所述还原气氛为热炭产生的一氧化碳。
17、优选地，所述焙烧处理的具体过程为：以5℃/min的升温速率，从室温升温到1200℃，然后在1200℃下焙烧5h，得到的荧光材料结晶性、分散性较好。
18、本专利技术的第三方面还提供了上述的荧光材料在光学测温和多重防伪领域中的应用。
19、具体地，提供了一种防伪印泥，包括上述的荧光材料。
20、优选地，所述防伪印泥还包括聚二甲基硅氧烷。聚合物优选为聚二甲基硅氧烷，具有较佳的柔性、发光材料的激发发射范围内有较弱的吸光的优势，所制防伪印泥在没有固化剂时可短时间保存。
21、进一步优选地，所述荧光材料通过300目筛，以保证所制印泥细腻感；且所述荧光材料与聚二甲基硅氧烷体积比为3:2，此时所制印泥稠度较佳。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
23、(1)本专利技术的荧光材料具有较宽的激发和发射波长范围，在不同的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于铈、锰掺杂硅铝酸盐荧光材料，其特征在于，所述荧光材料的化学组成式为：Mg3-x-yCexMnyAl3+xSi4-xPO18，式中x为Ce3+的掺杂浓度，0.02≤x≤0.04，y为Mn2+的掺杂浓度，其数值范围为0.03≤y≤0.17，所述荧光材料的激发波长范围为250～500nm，为带状吸收，发射波长范围为317-750nm，为带状发射。
2.根据权利要求1所述的荧光材料，其特征在于，所述荧光材料在不同的掺杂浓度、激发波长和温度下具有可调的荧光颜色，具体为：
3.根据权利要求2所述的荧光材料，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的荧光材料，其特征在于，x＝0.03，y＝0.07，激发波长为310nm。
5.一种如权利要求1-4任一所述荧光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧处理的具体过程为：以5℃/min的升温速率，从室温升温到1200℃，然后在1200℃下焙烧5h。
7.如权利要求1-4任一所述的荧光材料或如权利要求5-6任一所述的
8.一种防伪印泥，包括如权利要求1-4任一所述的荧光材料或如权利要求5-6任一所述的制备方法得到的荧光材料。
9.根据权利要求8所述的防伪印泥，其特征在于，所述防伪印泥还包括聚二甲基硅氧烷。
10.根据权利要求9所述的防伪印泥，其特征在于，所述荧光材料通过300目筛，且所述荧光材料与聚二甲基硅氧烷体积比为3:2。
...【技术特征摘要】
1.一种基于铈、锰掺杂硅铝酸盐荧光材料，其特征在于，所述荧光材料的化学组成式为：mg3-x-ycexmnyal3+xsi4-xpo18，式中x为ce3+的掺杂浓度，0.02≤x≤0.04，y为mn2+的掺杂浓度，其数值范围为0.03≤y≤0.17，所述荧光材料的激发波长范围为250～500nm，为带状吸收，发射波长范围为317-750nm，为带状发射。
2.根据权利要求1所述的荧光材料，其特征在于，所述荧光材料在不同的掺杂浓度、激发波长和温度下具有可调的荧光颜色，具体为：
3.根据权利要求2所述的荧光材料，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的荧光材料，其特征在于，x＝0.03，y＝0.07，激发波长为310nm。
5.一种如权利要求1-4任一所...
【专利技术属性】
技术研发人员：周容富，华得秀，陈权业，刘锦锦，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：
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