一种可调双模发光荧光粉及其制备方法与防伪应用

本发明属于荧光材料，涉及一种荧光粉，尤其涉及一种可调双模发光荧光粉及其制备方法与防伪应用。

背景技术：

1、随着技术手段的不断发展，保护产品免受仿冒和伪造的侵害变得越来越重要。仿冒产品的存在破坏了市场秩序，给企业和消费者都造成的巨大的经济损失，甚至还会威胁人们的生命健康。

2、荧光材料是一种特殊的材料，具有在激发光源下发出可见光的能力。荧光材料在防伪应用领域通常具有合成工艺简单、视觉可视性好、识别鉴定方便、使用成本低廉等特点，是一种普遍的防伪方法。但是，目前一些用于防伪的荧光粉发光颜色固定、发光模式单一、破解难度低。

3、cn102337130a公开了铋离子掺杂的锗硅酸盐发光材料及其制备方法，其化学通式为ab1-xbixco4，其中，a为na、k、li的一种，b为y、gd、lu、la、sc的一种或两种，c为ge、si的一种或两种，这种材料在波长350nm的激发下发射蓝白光，发光稳定性好，适用于uv-led使用，但其发光颜色不可调，且只有单一发光模式，不适于防伪使用。

4、cn115926793a公开了一种发光颜色可调的多响应防伪锗酸盐荧光粉及其制备方法与应用，这种荧光粉的化学式为ca3y2-0.01-yge3o12:1.0％bi3+,yer3+，该荧光粉根据环境温度变化可以产生颜色变化的动态过程。但该种荧光粉需要通过紫外和980nm两种光源激发才可实现发射颜色调节，其实现过程复杂，不利于实际应用，并且该种荧光粉没有余晖发光特性。

5、因此，迫切需要开发具有多维度复合发光并且发光特性可调的新型防伪用荧光粉，增大破解复杂程度，以提高防伪安全等级。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可调双模发光荧光粉及其制备方法与防伪应用，该荧光粉具有双模发光特性，并且其发光颜色和余晖发光时间可调节，解决现有应用于防伪的荧光粉发光颜色固定、发光模式单一的问题。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种可调双模发光荧光粉，所述可调双模发光荧光粉的组成化学式为liin1-x-y+xyscx-xygeo4:ybi3+，其中，0≤x≤0.5，0.002≤y≤0.02。

4、本发明提供的可调双模发光荧光粉以bi3+为发光中心，荧光粉基质中，以锗酸盐为主要成分，通过将sc元素取代荧光粉基质中部分in元素改变了荧光粉基质的电子结构，使荧光粉基质光学带隙减小，从而调节荧光发光特性。

5、可调是指发光颜色和余晖时间可调节，双模发光是指具有稳态发光和余晖发光两种发光模式。

6、本发明提供的可调双模发光荧光粉，稳定性高，在空气中长时间放置不会潮解；在紫外光激发下，调节荧光粉成分中的sc与in的原子比，可以实现从橙黄光到蓝光的发光颜色的连续可调，同时，余晖发光时间可调。

7、所述可调双模发光荧光粉的组成化学式中，0≤x≤0.5，例如可以是0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

8、所述可调双模发光荧光粉的组成化学式中，0.002≤y≤0.02，例如可以是0.002、0.004、0.005、0.006、0.008、0.01、0.012、0.014、0.015、0.016、0.018或0.02，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

9、其中，1-x-y+xy为0.49-0.998，例如可以是0.49、0.499、0.5、0.55、0.588、0.5988、0.6、0.65、0.686、0.6986、0.7、0.75、0.784、0.7984、0.8、0.85、0.882、0.8982、0.9、0.95、0.98或0.998，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

10、其中，x-xy为0-0.499，例如可以是0、0.05、0.098、0.0998、0.1、0.15、0.196、0.1996、0.2、0.25、0.294、0.2994、0.3、0.35、0.392、0.3992、0.4、0.45、0.49或0.499，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

11、优选地，所述可调双模发光荧光粉中，in与sc的原子比in/sc为(0.998-0.49):(0-0.499)，例如可以是0.998:0、0.98:0、0.9:0.1、0.8982:0.0998、0.882:0.098、0.8:0.2、0.7984:0.1996、0.784:0.196、0.7:0.3、0.6986:0.2994、0.686:0.294、0.6:0.4、0.5988:0.3992、0.588:0.392、0.499:0.499或0.49:0.49，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

12、优选地，所述可调双模发光荧光粉的激发光波长为240-322nm，例如可以是240nm、250nm、260nm、270nm、280nm、290nm、300nm、310nm或322nm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

13、优选地，所述可调双模发光荧光粉的发光波长为484nm-580nm，例如可以是484nm、490nm、500nm、510nm、520nm、530nm、540nm、550nm、560nm、570nm或580nm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

14、优选地，所述可调双模发光荧光粉的余晖发光时间为0-10s，例如可以是0.1s、0.5s、1s、2s、3s、4s、5s、6s、7s、8s、9s或10s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

15、第二方面，本发明提供一种第一方面所述的可调双模发光荧光粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

16、将原料li源、in源、sc源、ge源和bi源混合，进行焙烧。

17、优选地，所述li源包括碳酸锂。

18、优选地，所述in源包括氧化铟。

19、优选地，所述sc源包括氧化钪。

20、优选地，所述ge源包括二氧化锗。

21、优选地，所述bi源包括三氧化二铋。

22、优选地，所述混合的方法包括：将原料与无水乙醇混合研磨。

23、优选地，所述焙烧的温度为1100-1200℃，例如可以是1100℃、1120℃、1140℃、1150℃、1160℃、1180℃或1200℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

24、优选地，所述焙烧的时间为4-8h，例如可以是4h、5h、6h、7h或8h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

25、优选地，所述焙烧后进行冷却和研磨。

26、第三方面，本发明提供一种第一方面所述的可调双模发光荧光粉的应用，所述可调双模发光荧光粉用于光学防伪。

27、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

28、本发明提供的可调双模发光荧光粉，稳定性高，在空气中长时间放置不会潮解；在紫外光激发下，调节荧光粉成分中的sc与in的原子比，可以实现从橙黄光到蓝光的发光颜色的连续可调，同时，余晖发光时间可调，激发停止后，可以保持0-10s的可视余辉时间。