成果名称:

新型长余辉发光材料的探索和纳米化研究

完成单位:

华南农业大学、暨南大学

主要人员:

雷炳富、刘应亮、张浩然、郑明涛、肖勇、董汉武

介绍:

(1) 课题来源与背景
    长余辉发光材料由于在夜光、传感、生物医学、光催化和太阳能等领域具有广阔的应用前景，已成为一类多功能材料。但目前研究和应用的主要是绿色和蓝色的铝酸盐和硅酸盐体系，这两大体系品种多，有些已达到实际应用水平。而对于红色长余辉发光体系的研究相对较少，获得性能优良的红色长余辉发光是人们十分期待的目标，这样就有望通过红、绿、蓝三基色的理想组合，获得不同发光颜色的长余辉发光，以满足生活、工业、军事和国防等领域应用的急切需求。因此，红色长余辉发光新体系、机理和性能的研究和探索具有十分重要的科学意义和应用价值。而且，无论是蓝色和绿色还是红色长余辉发光材料，都存在稳定性和耐候性较差的问题，特别是铝酸盐体系容易水解。更为重要的是，长余辉发光材料多功能应用的前提是需要使材料纳米化，并进行表面修饰。同时，长余辉材料纳米化和纳米结构的构建也可以改变材料的性能。

(2) 研究目的和意义
    研究目的：一方面重点开展新型红色长余辉发光探索，另一方面开展长余辉发光材料纳米化和表面修饰的研究，以期在基础与应用基础研究方面取得进展和突破。
    研究意义：本项目所取得的成果，对于稀土发光材料特别是长余辉发光材料的研究和开发具有重要的理论指导意义和应用价值，对于材料科学、无机固体化学和光谱学以及环境、能源与生物医学等学科的发展产生重要影响和贡献；本项目所获得的新的红色长余辉发光材料通过进一步研究，有望在工农业生产、军事、消防安全和人们生活的许多方面获得实际应用，产生显著的社会和经济效益。与此同时，获得的纳米长余辉发光材料和表面修饰技术，可望更好地开展长余辉发光材料的多功能应用。

(3)主要论点及论据：
    (a) 该项目完成人探索了氮(氧)化物长余辉发光材料新的制备方法，包括合金前驱体法和氧化物前躯体法，发展了常压规模制备技术；
    (b) 发现了长余辉发光材料的温度反猝灭发光现象，创造性地提出利用变温余辉衰减和双波长激发研究长余辉发光机理的新思路；
    (c) 发展了前躯体到产物形貌传承的纳米长余辉发光材料制备方法，创造性地开辟了溶剂热处理体相长余辉发光材料而使其成为不同纳米结构的新方法；
    (d) 创新性地发展了化学反应型表面修饰新方法，提出了纳米致密层与化学键结合的表面修饰新思路，彻底解决了长余辉发光材料耐水性差的问题；
    (e) 通过系统研究获得了几种具有重要应用价值的新的红色和其他颜色的长余辉发光材料。

(4)创见与创新
    (a) 本项目创新性地发展了金属合金前躯体等新的制备方法，在常压条件下制备了具有良好长余辉发光性能的氮(氧)化物发光材料。
    (b) 我们发展的合金前驱体法具有普适性，仅需要在氮气保护氛围下常压烧结即可获得具有较好结晶度及纯度的氮(氧)化物荧光粉。
    (c) 本项目创建了利用氧化物前驱体合成氮氧化物荧光粉的方法
    (d) 建立了长余辉发光材料机理的双激发机理。
    (e) 提出并实现了化应型长余辉发光材料纳米化及表面处理方法。

(5)社会经济效益，存在问题
    本项目属于基础和应用基础研究，在项目的研究过程中所发表的研究论文被国内外同行关注、引用与正面评价，同时为国家培养了包括博士研究生、硕士研究生、本科生以及年轻教师在内的科学技术人才，社会效益比较明显。由于本项目目前主要进行基础与应用基础研究，直接的经济效益并不突出，但是潜在的经济效益较大。今后的研究着重于提高材料的发光效率，并开展三基色长余辉发光材料的复合研究，以及长余辉发光材料的多功能化应用，特别是开拓长余辉发光在太阳能与农业等领域的应用。

批准登记号:

粤科成登（2）字【2017】0214

登记日期:

2017-06-01

研究起止时间:

2007.01 至2015.05

所属行业:

科学研究和技术服务业

所属高新技术类别:

评价单位名称:

华南农业大学学校学术委员会

评价日期:

2017.05.20