CZ302443B6 - Zpusob prípravy nanocásticového scintilátoru na bázi oxidu zinecnatého s vysoce intenzivní luminiscencí - Google Patents
Zpusob prípravy nanocásticového scintilátoru na bázi oxidu zinecnatého s vysoce intenzivní luminiscencí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ302443B6 CZ302443B6 CZ20090747A CZ2009747A CZ302443B6 CZ 302443 B6 CZ302443 B6 CZ 302443B6 CZ 20090747 A CZ20090747 A CZ 20090747A CZ 2009747 A CZ2009747 A CZ 2009747A CZ 302443 B6 CZ302443 B6 CZ 302443B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- aqueous solution
- reaction aqueous
- zinc oxide
- luminescence
- radiation
- Prior art date
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 71
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 14
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 claims description 10
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 8
- -1 aliphatic alcohols Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 6
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 abstract description 2
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 abstract description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- SRWMQSFFRFWREA-UHFFFAOYSA-M zinc formate Chemical compound [Zn+2].[O-]C=O SRWMQSFFRFWREA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- XMCTYDOFFXSNQJ-UHFFFAOYSA-N hexadecyl(methyl)azanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[NH2+]C XMCTYDOFFXSNQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N gallium nitrate Chemical compound [Ga+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 2
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 206010011732 Cyst Diseases 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229940044658 gallium nitrate Drugs 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- JLRJWBUSTKIQQH-UHFFFAOYSA-K lanthanum(3+);triacetate Chemical compound [La+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O JLRJWBUSTKIQQH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000006338 pulse radiolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Zpusob prípravy nanocásticového scintilátoru na bázi oxidu zinecnatého s vysokou intenzitou luminiscence ve VIS oblasti, prípadne v UV oblasti spocívá v tom, že se fotochemicky citlivé vodné roztoky obsahující zinecnatou sul a lapac OH radikálu, prípadne H.sub.2.n.O.sub.2.n., a prípadne PVA jako stabilizátor, ozárí UV zárením. Tuhý produkt se separuje, suší pri teplote do 40 .degree.C a poté tepelne zpracovává na vzduchu nebo ve vakuu pri teplote nad 600 .degree.C. Nanokrystalický ZnO lze pro zvýšení intenzity UV luminiscence dopovat trojmocnými ionty galia nebo lanthanu.
Description
Způsob přípravy nanočásticového scintilátoru na bázi oxidu zinečnatého s vysoce intenzivní luminiscencí
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy nanočástic oxidu zinečnatého s vysokou intenzitou luminiscence ve viditelné, případně UV oblasti.
Dosavadní stav techniky
Intenzivní vývoj nanotechnologií v posledních letech souvisí se zcela specifickými vlastnostmi nanočástic oproti objemovým materiálům a z toho vyplývajícího širokého aplikačního využití is v elektronice, katalýze, medicíně a zejména v optice [Schmid G.: Nanoparticles, from Theory to
Application, Wiley-VCH, Weinheim, 2003, Okuyama K., Leggoro I. W.: Chem. Eng. Sci. 58 (2003), 537 až 547]. Jedinečné optické vlastnosti se projevují v extrémních hodnotách indexu lomu, transparentnosti a fotoluminiscence [Grigoqeva L. et al.: Opt. Mater (2009). doi: 10.1016/j.optmat.2008.10.052.], Toho se využívá, kromě jiného, ve vývoji a přípravě rychlých nebo superrychlých scintilátorů (s odezvou kratší než 1 ns), tedy materiálů schopných účinně transformovat vysokoenergetické záření nebo urychlené částice na ultrafialové záření nebo viditelné světlo, detekovatelné již běžnými fotodetektory. Z tohoto hlediska perspektivním a hojně studovaným materiálem je krystalický polovodivý oxid zinečnatý, případně dopovaný dalšími Me3* ionty (Ga, La) apod. [Xu C. X. et al.: J. Appl. Phys. 95 (2004), 661 až 666]. Technické obtí25 že i ekonomické důvody spojené s růstem monokrystalů a požadavky na vysokou transparentnost těchto scintilátorů vedly dále k využití různých keramických materiálů (např. systémy ZnO/SiO?) připravované vysokoteplotní a vysokotlakou sintrací nejprve prášků a později nanoprášků v tenkých vrstvách. Stávající metody jejich preparace jako hydrotermální syntéza [Liu B., Zeng H. C.: J. Am. Chem. Soc. 125 (2003), 4430.], plazmová syntéza [Grigoqeva L. et al.: Solid State
Phenom. 106 (2007), 135.], kondenzace par v solárním reaktoru [Wang Y. W. et al.: J. Cyst. Growth 234 (2002), 171.], termické rozklady [ParkW. I. et al.: Appl. Phys. Lett. 80 (2002), 4232.] apod. jsou energeticky náročné, vyžadují katalyzátor nebo matici někdy zavádějící do systému nečistoty a neumožňují optimalizovat parametry, ovlivňující finální vlastnosti scintilátoifů, např, morfologii, tvar a velikost i homogenitu Částic.
Fotochemická (pomocí UV záření) nebo radiační (pomocí vysokoenergetických částic ionizujícího záření) redukce kovových iontů nebo vysokoenergetického byla dosud využívána zejména k přípravě nanokoloidů jednoho či více kovů [Belloni J. et al.: New J. Chem. 22 (1998), 1239 až 1255.], zatímco u oxidů se podařilo připravit clustery Zn/ZnO implantací iontů zinku a fluoru do amorfní pevné matrice oxidu křemičitého [Ren F. et al.: J. Phys. D: Appl. Phys. 39 (2006), 488 až 491.] a monokrystalický ZnO ozářením alkalického micelámího roztoku ZnSO4 vysokoenergetickými gama paprsky ^Co zdroje [Hu Y. et al.: Inorg. Chem. 44 (2005), 7280 až 7282.] dávkou 200 kGy. Roztok obsahoval koncentrovaný síran zinečnatý (14g/l), hydroxid draselný a cetylmetylamonium bromid (CTAB), bez kterého popsaný postup přípravy nefunguje. Ozařováním vznikla v roztoku soustava šestereČných krystalků ZnO, dlouhých cca 8 μπι (nejedná se tedy o nanočástice). Tvar těchto krystalů a jejich velikost je dána právě přítomností CTAB. Takto připravený materiál nevykazoval rychlou luminiscenci v UV oblasti, nutnou pro aplikaci materiálu jako scintilátorů. Mechanismus tvorby ZnO v obdobném systému byl studován pulzní radiolýzou [Rath M. C. et al.: Rad. Phys. Chem. 78 (2009), 77 až 80].
Cílem obou výše zmíněných prací bylo připravit radiačně ZnO a studovat mechanismus jeho tvorby.
-1 CZ 302443 B6
Podstata vynálezu
Nedostatky výše popsaných metod řeší nový způsob přípravy nanočástic s vysokou intenzitou luminiscence v UV/V1S oblasti podle vynálezu, spočívající v tom, že se na reakční vodný roztok fotochemicky citlivé sloučeniny obsahující ionty Zn2F a lapač OH radikálů působí ultrafialovým zářením o vlnové délce 250 až 350 nm při maximálně teplotě 70 °C po dobu nutnou k redukci iontů Zn_b a následné oxidaci kyslíkem za vzniku jemně dispergované tuhé fáze, obsahující oxid zinečnatý, tuhá fáze je následně separována, sušena při teplotě 40 až 100 °C a je poté tepelně io opracována při teplotě 600 až 1000 °C.
S výhodou se působí UV zářením rtuťové výbojky o výkonu 40 až 160 W.
Lapač OH radikálů je vybrán ze skupiny tvořené alifatickými alkoholy nebo polyvinylalkoholem nebo solemi organických kyselin obsahující anion COOH“.
Následná oxidace se realizuje kyslíkem obsaženým v reakčntm vodném roztoku nebo k reakčnímu vodnému roztoku může být přidán peroxid vodíku.
S výhodou reakční vodný roztok obsahuje stabilizátor nanočástic -polyvinylalkohol.
S výhodou mohou být do reakčního vodného roztoku dodány trojmocné ionty Ga3^ a Lav o koncentraci 0,1 až 5 % hmotn., vztaženo na hmotnost rozpuštěného Zn2\ Tepelné opracování se provádí na vzduchu nebo ve vakuu.
Způsobem přípravy podle vynálezu se získají nanočástice oxidu zinečnatého se stejnoměrnou velikostí a vysoce účinnou luminiscencí v UV/VIS oblasti. Velikost částic ZnO ajejich výsledné vlastnosti lze ovlivnit zejména volbou vhodného složení roztoku, intenzitou použitého záření, dobou ozařování a následnou tepelnou úpravou.
Výchozí roztok musí obsahovat zineČnatou sůl (dusičnan nebo mravenčan zinečnatý), propan—2— ol jako lapač OH radikálů nebo polyvinylalkohol, který funguje současně jako lapač OH radikálů a jako stabilizátor nanočástic zabraňující přílišnému růstu jejich velikosti; do roztoku lze přidat také peroxid vodíku pro zvýšení výtěžku procesu. K ozařování lze použít zdroje UV záření o vlnové délce 100 až 350 nm a minimálním zářivém výkonu 40 W.
Navržený patentový postup se od výše uvedených radiačních metod liší zejména typem roztoku (micelámí roztok versus běžný vodný roztok), použitými přísadami (síran zinečnatý versus dusičnan nebo mravenčan zinečnatý, náš systém navíc obsahuje stabilizátor nanočástic a peroxid vodíku pro zvýšení výtěžku). Hlavní rozdíl spočívá v použitém záření (složení roztoku v navrženém patentovém postupu umožňuje iniciovat reakci UV zářením, což je značná praktická i ekonomická výhoda). V našem případě navíc není nutno upravovat pH do alkalické oblasti přídavkem louhu. Další rozdíl je ve vlastnostech, velikosti a tvaru připraveného materiálu. Nanokiystalky ZnO připravené naším postupem mají kulovitý tvar a stejnoměrnou velikost (25 až 160 nm) a dávají rychlou luminiscenci v UV oblasti, což je činí vhodnými pro aplikaci v oblasti scintilátorů. Výhodou nového postupuje také možnost modifikace luminiscenčních charakteristik (intenzita a poloha emisního maxima) volbou výchozího prekurzorů (typ zinečnaté soli) a teplotou nebo atmosférou opracování (vzduch nebo vakuum). Při tepelném opracování dochází k rozkladu zbytků organických příměsí (tedy vlastně k čištění materiálu), rekrystalizaci nanočástic (prováze50 né jejich zvětšováním) a k vyhojování mřížkových poruch. Atmosféra má vliv na přítomnost kyslíkových vakancí (ZnOje deficitní vůči kyslíku, ve vakuuje tato deficitnost zachována. Opracováním na vzduchu lze kyslíkové vakance vybojovat). Významným rozdílem je i možnost dopování ZnO vícevalentními ionty Ga3+ a La3+ přímo v průběhu ozařování, jak je popsáno v dalším textu.
Konkrétní využití fotochemické techniky podle vynálezu je patrné z následujících příkladů.
Příklady provedení
Příklad I
Reakční vodný roztok 2-propanolu (lapač OH radikálů) o koncentraci 0,6 mol/1 a dusičnanu io zinečnatého o takové koncentraci, aby celkové množství rozpuštěného zinku bylo minimálně g/1 byl ozařován UV-C zářením rtuťové výbojky o zářivém výkonu (60W) v geometrii 4π po dobu 2x30 minut. Reakční vodný roztok byl chlazen. Při vystoupení teploty na 70 °C bylo ozařování přerušeno. Oxidačním činidlem jev tomto případě kyslík rozpuštěný ve výchozím roztoku. Vzniklý jemně dispergovaný tuhý produkt byl oddělen ultrafiltrací, vysušen při 40 °C a opraco15 ván na vzduchu nebo ve vakuu při teplotě 600 °C. Takto získaný čistý ZnO má velikost částic 25 až 50 nm.
Příklad 2
2»
Reakční vodný roztok polyvinylalkoholu (dále PVA) jako lapače OH radikálů a současně stabilizátoru nanočástic o koncentraci 10“5 mol/1, mravenčanu zinečnatého o takové koncentraci, aby celkové množství rozpuštěného zinku bylo minimálně 1 g/1 a s přídavkem peroxidu vodíku, byl ozařován UV-C zářením rtuťové výbojky o zářivém výkonu 160 W v geometrii 4π po dobu
1x30 minut. Mravenčan zinečnatý, obsahující ionty COOHT působí současně jako lapač OH radikálů. Reakční vodný roztok byl chlazen vzduchem, aby jeho teplota během ozařování nepřesáhla 70 °C. Vzniklá tuhá fáze, tvořená nanočásticemi ZnO obalenými PVA byla oddělena ultrafiltrací a vysušena při 40 °C. Po tepelném rozkladu PVA obálky při 500 °C byl takto získaný čistý ZnO dále opracován na vzduchu při teplotách 800 °C. Po tepelném opracování má produkt velikost částic 80 až 120 nm.
Příklad 3
Reakční vodný roztok mravenčanu zinečnatého o takové koncentraci, aby celkové množství rozpuštěného zinku bylo minimálně 0,5 g/1 a peroxidu vodíku byl ozařován UV-C zářením rtuťové výbojky o zářivém výkonu 40 W v geometrii 4π po dobu 1x30 minut. Ozařovaný roztok byl chlazen vzduchem, aby jeho teplota během ozařování nepřesáhla 70 °C. Vzniklá tuhá fáze, tvořená nanočásticemi ZnO byla oddělena ultrafiltrací a vysušena při 40 °C. Získaný čistý ZnO byl dále opracován ve vakuu (100 Pa) při teplotě 1000 °C. Po tepelném opracování má produkt velikost částic 80 až 160 nm.
Optické vlastnosti vyrobených materiálů v uvedených příkladech jsou podobné. Z optického hlediska se jedná o vysoce čistý ZnO; intenzita VIS luminiscence je až o 20 % vyšší v porovnání se standardem BÍ4Ge3O|2 (BGO), materiály mají dobře tvarovanou odezvu v UV oblasti, kvantitativně srovnatelnou s monokrystalickým ZnO (Tokyo Denpa).
Intenzitu UV luminiscence je dále možné ovlivnit dopováním ZnO troj mocnými ionty Ga3* a Lau. Pokud je do všech popsaných roztoků přidán dusičnan galitý nebo octan lantanitý o tako50 vé koncentraci, aby množství rozpuštěného Ga3+(La3+) bylo v rozmezí 0,1 až 5 % hmotn. vzhledem k množství rozpuštěného Zn2+, dojde při fotolýze k zabudování Me3+ iontů do krystalické mřížky ZnO, aniž by došlo k jejímu porušení. Výsledkem je zvýšení UV luminiscence o 10 až 20 %.
-3 CZ 302443 B6
UV výbojka je při ozařování chlazena vzduchem a nádoba s ozařovaným roztokem je ponořena do vodní lázně, aby teplota roztoku během ozařování nepřesáhla 70 °C. Popsaný způsob přípravy ZnOje také charakteristický velmi vysokým výtěžkem tuhé fáze (70 až 85 %).
Při použití dusičnanu zinečnatého jako výchozí látky ve vodném roztoku 2-propanolu je výsledným produktem vždy čistý krystalický ZnO. V příkladech 2 a 3 je jako výchozí látka použit mravenčan zinečnatý. Pří použití mravenčanu působí anion COOH“ jako lapač OH radikálů. U těchto vzorků produktem radiačního opracování je převážně ZnO (ale amorfní) a částečně ZnCO3. Termickým opracováním dojde v prvním případě k přechodu na krystalickou strukturu a v druhém io případě k rozkladu uhličitanu na ZnO.
Průmyslová využitelnost
Způsob přípravy nanočásticového scintilátoru na bázi oxidu zinečnatého podle vynálezu lze využít při přípravě kompozitních optických materiálů, skládajících se z transparentní nosné matrice a scintilátoru, který je v ní zabudován. Další možností je výroba scintilátoru lisováním přímo z práškového ZnO. Nanočásticový ZnO připravený podle vynálezu může najít uplatnění také jako polovodič nebo práškový katalyzátor.
Claims (9)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob přípravy nanočásticového scintilátoru na bázi oxidu zinečnatého s vysokou intenzitou luminiscence v UV/VIS oblasti, vyznačující se tím, že se na reakční vodný roztok fotochemicky citlivé sloučeniny obsahující ionty Zn2+ a lapač OH radikálů působí ultrafialovým30 zářením o vlnové délce 250 až 350 nm při maximální teplotě 70 °C po dobu nutnou k redukci iontů Zn2* s následnou oxidací kyslíkem za vzniku jemně dispergované tuhé fáze obsahující oxid zinečnatý, přičemž tato tuhá fáze se následně separuje, suší při teplotě do 40 °C a poté tepelně zpracovává při teplotě 600 až 1000 °C.35
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se působí UV zářením rtuťové výbojky o výkonu 40 až 160 W.
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že lapač OH radikálů je vybraný ze skupiny tvořené alifatickými alkoholy nebo polyvinylalkoholem nebo solemi organických kyselo lín obsahující anion COOH“.
- 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že následná oxidace se realizuje kyslíkem obsaženým v reakčním vodném roztoku.45
- 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že reakční vodný roztok obsahuje peroxid vodíku.
- 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že reakční vodný roztok obsahuje stabilizátor nanočástic vybraný ze skupiny tvořené polyvinylalkoholem.
- 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že reakční vodný roztok se dopuje trojmocnými ionty Ga3' a La3* v koncentraci 0,1 až 5 % hmotn., vztaženo na hmotnost rozpuštěného Zn2+.-4CZ 302443 B6
- 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tepelné opracování se provádí na vzduchu.
- 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tepelné opracování se provádí ve 5 vakuu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090747A CZ302443B6 (cs) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Zpusob prípravy nanocásticového scintilátoru na bázi oxidu zinecnatého s vysoce intenzivní luminiscencí |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090747A CZ302443B6 (cs) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Zpusob prípravy nanocásticového scintilátoru na bázi oxidu zinecnatého s vysoce intenzivní luminiscencí |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2009747A3 CZ2009747A3 (cs) | 2011-05-18 |
| CZ302443B6 true CZ302443B6 (cs) | 2011-05-18 |
Family
ID=43989610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20090747A CZ302443B6 (cs) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Zpusob prípravy nanocásticového scintilátoru na bázi oxidu zinecnatého s vysoce intenzivní luminiscencí |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ302443B6 (cs) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304387B6 (cs) * | 2012-12-18 | 2014-04-09 | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně | Aktivní vrstva pro elektroluminiscenční fólie |
| CZ304998B6 (cs) * | 2013-05-28 | 2015-03-18 | Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. | Anorganické scintilátory a luminofory na bázi ALnS2 (A = Na, K, Rb; Ln = La, Gd, Lu, Y) dopované Eu2+ s výjimkou KLuS2 a NaLaS2 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008297551A (ja) * | 2008-07-08 | 2008-12-11 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 紫外線発光体用酸化亜鉛ナノ微粒子及び該ナノ微粒子が分散した溶液 |
| JP2009057568A (ja) * | 2008-10-07 | 2009-03-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 紫外線発光体用酸化亜鉛ナノ微粒子の製造方法 |
| EP2093194A1 (en) * | 2006-12-01 | 2009-08-26 | National University Corporation Shimane University | Fluorescent labeling agent and fluorescent labeling method |
| FR2930786A1 (fr) * | 2008-05-05 | 2009-11-06 | Commissariat Energie Atomique | Procede de preparation de nanocristaux luminescents, nanocristaux ainsi obtenus et leurs utilisations |
-
2009
- 2009-11-11 CZ CZ20090747A patent/CZ302443B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2093194A1 (en) * | 2006-12-01 | 2009-08-26 | National University Corporation Shimane University | Fluorescent labeling agent and fluorescent labeling method |
| FR2930786A1 (fr) * | 2008-05-05 | 2009-11-06 | Commissariat Energie Atomique | Procede de preparation de nanocristaux luminescents, nanocristaux ainsi obtenus et leurs utilisations |
| JP2008297551A (ja) * | 2008-07-08 | 2008-12-11 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 紫外線発光体用酸化亜鉛ナノ微粒子及び該ナノ微粒子が分散した溶液 |
| JP2009057568A (ja) * | 2008-10-07 | 2009-03-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 紫外線発光体用酸化亜鉛ナノ微粒子の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304387B6 (cs) * | 2012-12-18 | 2014-04-09 | Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně | Aktivní vrstva pro elektroluminiscenční fólie |
| CZ304998B6 (cs) * | 2013-05-28 | 2015-03-18 | Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. | Anorganické scintilátory a luminofory na bázi ALnS2 (A = Na, K, Rb; Ln = La, Gd, Lu, Y) dopované Eu2+ s výjimkou KLuS2 a NaLaS2 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2009747A3 (cs) | 2011-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shi et al. | Preparations, properties and applications of gallium oxide nanomaterials–A review | |
| Guo et al. | Near-infrared photocatalysis of β-NaYF 4: Yb 3+, Tm 3+@ ZnO composites | |
| Shukla et al. | A review on rare earth (Ce and Er)-doped zinc oxide nanostructures | |
| Xu et al. | Ln3+ (Ln= Eu, Dy, Sm, and Er) ion-doped YVO4 nano/microcrystals with multiform morphologies: hydrothermal synthesis, growing mechanism, and luminescent properties | |
| Mahmood et al. | Enhanced visible light photocatalysis by manganese doping or rapid crystallization with ZnO nanoparticles | |
| Xu et al. | High-yield synthesis of single-crystalline ZnO hexagonal nanoplates and accounts of their optical and photocatalytic properties | |
| Liu et al. | Multiphoton ultraviolet upconversion through selectively controllable energy transfer in confined sensitizing sublattices towards improved solar photocatalysis | |
| EP2243811A1 (en) | Core-shell quantum dot fluorescent fine particle | |
| Wang et al. | Boosting NIR-driven photocatalytic water splitting by constructing 2D/3D epitaxial heterostructures | |
| Xu et al. | Uniform and well-dispersed GdVO 4 hierarchical architectures: hydrothermal synthesis, morphology evolution, and luminescence properties | |
| Hanifehpour et al. | A novel visible-light Nd-doped CdTe photocatalyst for degradation of Reactive Red 43: synthesis, characterization, and photocatalytic properties | |
| ZHANG | Microwave-assisted synthesis and characterization of ZnO-nanorod arrays | |
| Liu et al. | One-step hydrothermal synthesis and optical properties of aluminium doped ZnO hexagonal nanoplates on a zinc substrate | |
| Guo et al. | Effect of NaF/RE (RE= Yb, Tm) molar ratio on the morphologies and upconversion properties of NaYbF4: Tm3+ microrods | |
| Das et al. | Microemulsion-derived ZrO2: Ce3+ nanoparticles: phase transformation and photoluminescence characterization | |
| Chai et al. | Influence of PEG 6000 on gallium oxide (Ga2O3) polymorphs and photocatalytic properties | |
| Lv et al. | Synthesis and luminescent properties of chrysanthemum-like ordered mesoporous Eu3+/ZnO composite materials | |
| Yu et al. | A strategy to prepare highly redispersible and strongly luminescent α-NaYF 4: Eu 3+ hybrid nanostructures with multi-channel excitation | |
| CN112547100A (zh) | 一种银/卤氧化铋复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CZ302443B6 (cs) | Zpusob prípravy nanocásticového scintilátoru na bázi oxidu zinecnatého s vysoce intenzivní luminiscencí | |
| Hua et al. | Controllable growth of ZnO nanoarrays in aqueous solution and their opticalproperties | |
| Zhan et al. | A novel synthesis and excellent photodegradation of flower-like ZnO hierarchical microspheres | |
| Villa et al. | First investigation of the morphological and luminescence properties of HfO 2 nanoparticles synthesized by photochemical synthesis | |
| Duan et al. | Synthesis and near-infrared fluorescence of K 5 NdLi 2 F 10 nanocrystals and their dispersion with high doping concentration and long lifetime | |
| Theerthagiri et al. | Synthesis, characterization and optical properties of CdxZn1-xS nanocrystals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20141111 |