JP2011016670A - バナジン酸塩の合成法 - Google Patents

Abstract

【課題】量産性の高い新規のバナジン酸塩の合成法を提供する。
【解決手段】室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させることのみによりＲｂ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ_３を得た。室温、空気中においてＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させることのみによりＣｓ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ_３を得た。
【選択図】なし

Description

本発明は、バナジン酸塩の合成法に関する。

バナジン酸塩であるＣｓＶＯ_３とＲｂＶＯ_３は、母体発光を示す高効率な蛍光体材料であることが知られている（非特許文献１）。そして、最近、この蛍光体材料が希土類を含まない蛍光材料としては異常に高い蛍光量子効率（ＣｓＶＯ_３：８７％、ＲｂＶＯ_３：７９％）を示すことと、連続的な真空紫外線照射を行うことによりこの材料を有機基板上で室温製膜できることが明らかになった（非特許文献２）。

Zeitscrift fuer Physik, 147, 350-360 (1957) Direct Fabrication of Metavanadate Phosphor Films on Organic Substrates for White Light Emitting Devices, T. Nakajima, M. Isobe, T. Tsuchiya, Y. Ueda and T. Kumagai; Nature Materials 7 (2008) 735

しかしながら、真空紫外線照射装置は、特殊かつ高価な装置であり量産性は全くない。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、量産性の高い新規のバナジン酸塩の合成法を提供することをその目的とする。

上記課題を達成するため種々検討した結果、室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させるだけで固相反応が進行し、結晶性のバナジン酸塩が得られることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明のバナジン酸塩の合成法は、室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させることのみによりＲｂ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ_３を得ることを特徴とする。

また、室温、空気中においてＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させることのみによりＣｓ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ_３を得ることを特徴とする。

本発明によれば、量産性の高い新規のバナジン酸塩の合成法が提供される。

Ｒｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を接触させたときの写真である。 室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を接触させてから５分、１５分、４５分、６０分、６時間経過したときに波長３６５ｎｍの紫外線を照射して撮影した写真である。 室温、アルゴン雰囲気下でＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を接触させてから５分、１５分、４５分、６０分経過したときに波長３６５ｎｍの紫外線を照射して撮影した写真である。 室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合した後のＸ線回析パターンである。 室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合した後のＳＥＭ画像である。 室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ_３の励起スペクトルと発光スペクトルである。 室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ_３の蛍光発光の色度図である。 Ｒｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を水で混合して作成したスラリーをプラスチック基板に塗布し、室温、空気中で乾燥させることによって得られたＲｂＶＯ_３の薄膜の写真である。 室温、空気中においてＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合した後のＸ線回析パターンである。 室温、空気中においてＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合することにより得られたＣｓＶＯ_３の励起スペクトルと発光スペクトルであり、図６のＲｂＶＯ_３の励起スペクトルと発光スペクトルに重ねて示したものである。

本発明のバナジン酸塩の合成法は、室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させることのみによりＲｂ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ_３を得るものである。

また、室温、空気中においてＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させることのみによりＣｓ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ_３を得るものである。

この固相反応は、室温、空気中において、Ｒｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末、或いはＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を接触させることのみにより開始、進行し、その他の操作を必要としない。

なお、Ｒｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させるときに、或いは、Ｃｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させるときに、若干量の水を添加することにより、Ｒｂ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５との固相反応、或いは、Ｃｓ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５との固相反応を促進させることができる。

このように、本発明によれば、従来の合成法とは異なり焼成を要せず、容易にバナジン酸塩を合成することができる。本発明は、蛍光体材料のほか、例えば、触媒、顔料、電極材料など、ほかの材料分野への展開も期待される。

また、Ｒｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末、或いは、Ｃｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を水で混合して作成したスラリーを基板に塗布し、室温で乾燥させることで、結晶性のＲｂＶＯ_３、或いは、結晶性のＣｓＶＯ_３の薄膜を得ることができる。すなわち、真空紫外線照射装置などの真空系装置を用いなくとも、通常の塗布法により蛍光体材料の薄膜を得ることができる。このようにして得られた薄膜は、フレキシブル照明、太陽電池用波長変換膜などへの応用が可能であると考えられる。

一般的に、無機蛍光体の合成には、通常のセラミックス材料と同様に熱処理が必要であり、室温において結晶性の蛍光体材料を特別なプロセスなしに結晶化させた例は知られていない。

以下、具体的な実施例に基づいて説明する。

図１に示すように、室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させた。波長３６５ｎｍの紫外線を照射しながら観察したところ、図２に示すように、Ｒｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末の接触界面から蛍光が観察され、Ｒｂ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５との固相反応が進行していることが確認された。なお、室温、アルゴン雰囲気下でＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させた場合には、図３に示すように、Ｒｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末の接触界面から蛍光は観察されなかった。

室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合した後のＸ線回析パターンを図４に示す。シミュレーションしたパターンと比較すると、それぞれのピークが合致しており、結晶性のＲｂＶＯ_３が単一相で生成したことが確認された。

室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合した後のＳＥＭ画像を図５に示す。平均粒径１μｍ以下の微粒子が得られたことが確認された。

室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ_３の励起スペクトルと発光スペクトルを図６に示す。近紫外線により励起されて視感度の高い緑色領域に中心を持つブロードな発光波長の白色発光を示した。

室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ_３の蛍光発光の色度図を図７に示す。やや黄緑色領域であるが、白色領域に値を示した。

Ｒｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を水で混合して作成したスラリーをプラスチック基板に塗布し、室温、空気中で乾燥させた。

得られたＲｂＶＯ_３の薄膜の写真を図８に示す。基板を折り曲げても薄膜が剥離することがなかった。

室温、空気中においてＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させた。実施例１と同様に、結晶性のＣｓＶＯ_３が得られた。

室温、空気中においてＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合した後のＸ線回析パターンを図９に示す。ＲｂＶＯ_３の場合と比較して反応がやや遅く原料が少し残っているため原料のピークも観察されたが、シミュレーションしたパターンと比較したところ、結晶性のＣｓＶＯ_３が主相で生成したことが確認された。

室温、空気中においてＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末を混合することにより得られたＣｓＶＯ_３の励起スペクトルと発光スペクトルを図１０に示す。近紫外線により励起されて視感度の高い緑色領域に中心を持つブロードな発光波長の白色発光を示した。

Claims (2)

1. 室温、空気中においてＲｂ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させることのみによりＲｂ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ_３を得ることを特徴とするバナジン酸塩の合成法。
2. 室温、空気中においてＣｓ_２ＣＯ_３粉末とＶ_２Ｏ_５粉末とを接触させることのみによりＣｓ_２ＣＯ_３とＶ_２Ｏ_５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ_３を得ることを特徴とするバナジン酸塩の合成法。