一种光致变色混合荧光粉材料及其体色可逆调控方法和应用

专利2025-12-25  18


本发明涉及光致变色荧光粉,尤其涉及一种光致变色混合荧光粉材料及其体色可逆调控方法和应用。


背景技术:

1、假冒伪劣产品已逐渐渗入各行各业中,不仅对国家和个人造成经济损失,而且假冒证件给国家安全带来隐患,假冒的医疗药品也会严重威胁人类健康。在此背景下具有识别便利性的荧光防伪标签受到业界广泛关注。然而,随着商业荧光粉的发展,基于传统光致发光荧光粉制作的防伪标签的安全性也正面临威胁。相较于光致发光荧光粉,光致变色荧光粉不仅具有丰富的发光颜色还具有多变的体色。因此具有可逆光致变色特性的无机荧光粉在防伪应用领域具有巨大的潜力。

2、目前,光致变色荧光粉体色擦除的方法主要有热处理和可见光还原两种方法。对于部分合成温度较低的光致变色荧光粉而言,利用热处理方法实现体色还原是不友好的,较高的热处理温度可能会破坏其材料结构导致光致变色特性消失,如果降低热处理的温度还会导致体色还原时间延长或者体色还原不完全等不利问题。此外,基于光致变色荧光粉制作的防伪标签需要附着在商品表面且不能随意与商品分离,这也就造成在利用热处理的方法进行还原的过程中无法对标签部分进行局部加热来鉴别真伪,而是需要将整件商品放置在高温氛围中,这也会在一定程度上损坏商品造成不可挽回的损失;利用可见光还原体色相较于利用热处理实现还原体色的光致变色荧光粉具有一定的优势,但是该种材料通常只对某一特定波长的可见光较为敏感而其余波长的光并不能影响到材料的体色,这就意味着为了实现材料的体色变化,需要精确控制光源的波长,但在实际应用中,很难保证始终使用这种特定波长的光源,特别是在复杂多变的环境条件下,另外由于不同种类的光致变色荧光粉还原体色所需的可见光波长也不尽相同,很难在行业内建立起统一的防伪标准和检测方法,不利于防伪技术的推广和应用,也增加了被仿冒的风险,因此导致光致变色材料在防伪领域的应用受到限制。


技术实现思路

1、本发明提供一种光致变色混合荧光粉材料及其体色可逆调控方法和应用,以解决上述问题。

2、为了实现上述目的,本发明的技术方案是:

3、本发明一方面提供了一种光致变色混合荧光粉材料,包括所述光致变色混合荧光粉材料包括质量比为1:1的na+掺杂zn2geo4光致变色荧光粉和sm3+掺杂nayb(moo4)2热辐射荧光粉;

4、所述na+掺杂zn2geo4光致变色荧光粉的化学式为:zn1.97na0.03geo4;

5、所述sm3+掺杂nayb(moo4)2热辐射荧光粉的化学式为:nayb0.5sm0.5(moo4)2荧光粉。

6、本发明另一方面提供了一种调控所述的一种光致变色混合荧光粉材料的体色可逆方法,包括步骤:对zn1.97na0.03geo4荧光粉与nayb0.5sm0.5(moo4)2荧光粉按照质量比1:1进行物理混合制备的混合荧光粉材料,以254nm辐照进行着色,材料体色由白色逐渐变为紫色,着色后的混合材料在980nm近红外光辐照下其体色能够从紫色还原为白色。

7、进一步地,所述254nm下辐照的时间为1min,强度为6w/cm2。

8、进一步地,所述980nm近红外光辐照的时间为1秒,强度为47.39w/cm2。

9、进一步地,所述zn1.97na0.03geo4荧光粉的制备方法为:

10、以zno和geo2作为基质材料,以na2co3作为掺杂材料,按照元素zn、na、ge的摩尔比1.97:0.03:1的比例分别称取zno、na2co3、geo2,研磨混合后,将混合材料高温煅烧8小时,获得zn1.97na0.03geo4荧光粉。

11、进一步地,所述nayb0.5sm0.5(moo4)2荧光粉的制备方法为:

12、按照元素na、yb、sm、mo的摩尔比1:0.5:0.5:2的比例分别称取na2co3、yb2o3、sm2o3、moo3,研磨混合后,将混合物料高温煅烧6小时获得nayb0.5sm0.5(moo4)2热辐射荧光粉。

13、进一步地,所述zno的纯度为99.99%,geo2的纯度为99.99%,na2co3的纯度为99.8%,yb2o3的纯度为99.99%,sm2o3的纯度为99.99%,moo3的纯度为99.5%。

14、进一步地,所述高温煅烧具体方式为:将混合材料置于氧化铝坩埚中并放置在马弗炉内,在空气氛围下,1150℃煅烧8h。

15、进一步地,所述高温煅烧具体方式为:将混合物料置于氧化铝坩埚中并放置在马弗炉内,在空气氛围下,900℃煅烧6h。

16、本发明再一方面提供了所述的光致变色混合荧光粉材料在防伪上的应用。

17、本发明的有益效果是:

18、本发明中公开的一种光致变色混合荧光粉材料,通过254nm紫外光辐照混合粉体1分钟,混合荧光粉中zn1.97na0.03geo4荧光粉的氧空位捕获被激发的单电子形成色心,该色心会对可见光吸收产生颜色改变,混合荧光粉材料体色由白色变为紫色;着色后的混合材料在980nm近红外光辐照下,由于混合荧光粉中nayb0.5sm0.5(moo4)2荧光粉热辐射中yb3+吸收能量后传递给sm3+,而sm3+拥有密集的能级分布导致了无辐射弛豫放出大量的热,该热量会传递给着色后的zn1.97na0.03geo4荧光粉,使其色心中的电子受到热激发而释放出来,因此混合荧光粉材料体色能够在1秒内从紫色恢复成白色,实现了着色后的光致变色荧光粉体色的快速消退,完成可逆转变,并且可逆性好、稳定性好,使得光致变色荧光粉在实际应用中更加便捷;采用本发明的光致变色混合荧光粉材料无需依赖可见光进行还原,摆脱了传统可见光还原对特定可见光波长的依赖,从而克服了可见光还原的局限性,提高了防伪效果的可靠性和稳定性,本光致变色混合荧光粉材料也无需热处理进行体色还原,能够避免传统的热处理方法带来的不利影响,本光致变色荧光粉体色具可逆调控特性,有望推动光致变色材料在光学防伪领域的应用。



技术特征:

1.一种光致变色混合荧光粉材料,其特征在于,所述光致变色混合荧光粉材料包括质量比为1:1的na+掺杂zn2geo4光致变色荧光粉和sm3+掺杂nayb(moo4)2热辐射荧光粉;

2.一种调控权利要求1所述的一种光致变色混合荧光粉材料的体色可逆的方法,其特征在于,包括步骤:对zn1.97na0.03geo4荧光粉与nayb0.5sm0.5(moo4)2荧光粉按照质量比1:1进行物理混合制备的混合荧光粉材料,以254nm辐照进行着色,材料体色由白色逐渐变为紫色,着色后的混合材料在980nm近红外光辐照下其体色能够从紫色还原为白色。

3.根据权利要求2所述的体色可逆调控方法,其特征在于,所述254nm下辐照的时间为1min,强度为6w/cm2。

4.根据权利要求2所述的体色可逆调控方法,其特征在于,所述980nm近红外光辐照的时间为1秒,强度为47.39w/cm2。

5.根据权利要求2所述的体色可逆调控方法,其特征在于,所述zn1.97na0.03geo4荧光粉的制备方法为:

6.根据权利要求2所述的体色可逆调控方法,其特征在于,所述nayb0.5sm0.5(moo4)2荧光粉的制备方法为:

7.根据权利要求5所述的体色可逆调控方法,其特征在于,所述zno的纯度为99.99%,geo2的纯度为99.99%,na2co3的纯度为99.8%,yb2o3的纯度为99.99%,sm2o3的纯度为99.99%,moo3的纯度为99.5%。

8.根据权利要求5所述的体色可逆调控方法,其特征在于,所述高温煅烧具体方式为:将混合材料置于氧化铝坩埚中并放置在马弗炉内,在空气氛围下,1150℃煅烧8h。

9.根据权利要求6所述的体色可逆调控方法,其特征在于,所述高温煅烧具体方式为:将混合物料置于氧化铝坩埚中并放置在马弗炉内,在空气氛围下,900℃煅烧6h。

10.权利要求1所述的光致变色混合荧光粉材料在防伪上的应用。


技术总结
本发明公开了一种光致变色混合荧光粉材料及其体色可逆调控方法和应用,涉及光致变色荧光粉技术领域,光致变色混合荧光粉材料包括质量比为1:1的Na<supgt;+</supgt;掺杂Zn<subgt;2</subgt;GeO<subgt;4</subgt;光致变色荧光粉和Sm<supgt;3+</supgt;掺杂NaYb(MoO<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;热辐射荧光粉;Na<supgt;+</supgt;掺杂Zn<subgt;2</subgt;GeO<subgt;4</subgt;光致变色荧光粉的化学式为Zn<subgt;1.97</subgt;Na<subgt;0.03</subgt;GeO<subgt;4</subgt;;Sm<supgt;3+</supgt;掺杂NaYb(MoO<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;热辐射荧光粉的化学式为NaYb<subgt;0.5</subgt;Sm<subgt;0.5</subgt;(MoO<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;;本混合荧光粉材料通过254nm紫外光辐照混合荧光粉1分钟,其体色由白色变为紫色;着色后的混合荧光粉在980nm近红外光辐照下在1秒内从紫色恢复成白色,实现着色后的荧光粉体色的快速消退,完成可逆转变,且可逆性好、稳定性好,使得光致变色荧光粉在实际应用中更加便捷;避免传统的热处理方法以及可见光还原带来的不利影响,有望推动光致变色材料在光学防伪领域的应用。

技术研发人员:吴丹阳,陈昕,陈宝玖
受保护的技术使用者:大连海事大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-28547.html