JP4923242B2 - Manufacturing method of willemite crystal and manufacturing method of fluorescent substance using willemite crystal as mother crystal - Google Patents
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Description
本発明は、ウィレマイト結晶の製造方法及びウィレマイト結晶を母結晶とした蛍光物質の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a willemite crystal and a method for producing a fluorescent material using the willemite crystal as a mother crystal.
ウィレマイト(Willemite,Zn2SiO4)は蛍光物質の母結晶として古くから用いられている。ブラウン管などの陰極線発光(CL)、コピー機や現金支払機などの電子照明(EL)、薄型テレビなどのプラズマ発光(PL)等に蛍光物質として用いるには、ウィレマイトにMn2+(緑)、Eu3+(赤)、Tb3+(緑)等を微量ドープする。従来は、ジンカイト(ZnO)と石英(SiO2)粉末を機械的に混合し、1500℃以上の高温で焼成して合成されていたが、微粉砕混合が必要である上に、長時間の焼成が必要であり、そのためZnOの蒸発等が原因で純相を得ることが困難であった。 Willemite (Willemite, Zn 2 SiO 4 ) has long been used as a mother crystal of a fluorescent material. For use as a fluorescent material in cathode ray emission (CL) such as a cathode ray tube, electronic illumination (EL) such as a copy machine or a cash payment machine, plasma emission (PL) such as a flat-screen television, etc., Willemite may contain Mn 2+ (green), Eu. A small amount of 3+ (red), Tb 3+ (green), etc. is doped. Conventionally, it was synthesized by mechanically mixing zincite (ZnO) and quartz (SiO 2 ) powder and firing at a high temperature of 1500 ° C. or higher. Therefore, it was difficult to obtain a pure phase due to evaporation of ZnO and the like.
その後、噴霧熱変性法(スプレーパイロリシス法)が発達し、ビーカー内であらかじめ準備した溶液を炭酸処理すること等によりエマルジョン化し、それを熱間で噴霧乾燥することによりゲル状の顆粒を得、更にそれを高温で熱処理し、結晶質のウィレマイトを得る方法が開発された。 Then, spray heat denaturation method (spray pyrolysis method) developed, emulsified by carbonizing the solution prepared in advance in a beaker, to obtain gel-like granules by hot spray drying, Furthermore, a method has been developed in which it is heat-treated at a high temperature to obtain crystalline willemite.
また、TEOS(Siのアルコキシドでテトラエチルオルソシリケートまたはテトラエトキシシラン、<(C2H5O)4Si>の略号)をSiO2源に用いる方法もあり、それによればビーカー内の溶液を熱間に噴霧し、同様にゲル状の顆粒を得、それを更に焼成することにより1000℃でβ型ウィレマイト、1200℃でα型ウィレマイトが得られている(非特許文献1参照)。因みに、蛍光物質母結晶としては通常α型ウィレマイトが使われる。
しかし、前記非特許文献1の方法は、SiO2源として高価なTEOSを用いるためコストが高い難点がある。 However, the method of Non-Patent Document 1 has a high cost because it uses expensive TEOS as the SiO 2 source.
そこで、本発明は、簡便で安価なウィレマイト結晶の製造方法及びウィレマイト結晶を母結晶とした蛍光物質の製造方法を提供するものである。 Accordingly, the present invention provides a simple and inexpensive method for producing a willemite crystal and a method for producing a fluorescent material using the willemite crystal as a mother crystal.
本発明のウィレマイト結晶の製造方法は、SiO2源溶液、pH調節剤溶液及びZnO源溶液をZnO/SiO2のモル比が1.5以上、好ましくは1.7以上、特に1.7〜2.2となるように混合し、生成した沈殿物を乾燥して得られた前駆体ゲルを加熱して結晶化することを特徴とする。 In the method for producing the willemite crystal of the present invention, the SiO 2 source solution, the pH adjuster solution and the ZnO source solution have a ZnO / SiO 2 molar ratio of 1.5 or more, preferably 1.7 or more, particularly 1.7-2. The mixture is mixed so as to be 2 and the precursor gel obtained by drying the produced precipitate is heated to crystallize.
前記構成において、SiO2源溶液として水ガラス、pH調節溶液としてアルカリ或いはアンモニア等の塩基、好ましくは苛性ソーダ、ZnO源溶液として塩化亜鉛、硫酸亜鉛等の亜鉛の可溶性塩、好ましくは硝酸亜鉛を使用し、前駆体ゲルを800℃〜1400℃に加熱して結晶化する。 In the above configuration, water glass is used as the SiO 2 source solution, a base such as alkali or ammonia is used as the pH adjusting solution, preferably caustic soda, and a zinc soluble salt such as zinc chloride or zinc sulfate is used as the ZnO source solution, preferably zinc nitrate. The precursor gel is heated to 800 ° C. to 1400 ° C. for crystallization.
また、本発明の蛍光物質の製造方法は、前記方法で製造したウィレマイト結晶にMn2+、Eu3+又はTb3+の発光金属をドープすることを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the fluorescent substance of the present invention is characterized in that the willemite crystal manufactured by the above method is doped with a light emitting metal of Mn 2+ , Eu 3+ or Tb 3+ .
本発明は、水ガラス、硝酸亜鉛、苛性ソーダなどの容易に入手することができる物質を簡便な工程で処理することによって安価にウィレマイト結晶を製造することができる。 In the present invention, a willemite crystal can be produced at low cost by treating easily available substances such as water glass, zinc nitrate, and caustic soda in a simple process.
また、ナノサイズの結晶を容易に製造することができる。SiO2源溶液、pH調節剤溶液及びZnO源溶液に発光金属源溶液を混合して、ゲルを生成させることにより、容易に蛍光物質を製造することができる。 In addition, nano-sized crystals can be easily manufactured. By mixing the luminescent metal source solution with the SiO 2 source solution, the pH adjusting agent solution and the ZnO source solution to form a gel, the fluorescent material can be easily produced.
本発明は、SiO2源として珪酸アルカリなどの水溶性珪酸塩を用いることを特徴の一つとする。珪酸アルカリ、特に珪酸ナトリウムは、所謂カレットを苛性ソーダで溶解して得られるもので、一般に水ガラスと言われ、シリカゲル、接着剤、土壌硬化剤などとして大量に消費される安価な原料である。 One feature of the present invention is that a water-soluble silicate such as an alkali silicate is used as the SiO 2 source. An alkali silicate, particularly sodium silicate, is obtained by dissolving so-called cullet with caustic soda, and is generally called water glass, and is an inexpensive raw material that is consumed in large quantities as silica gel, an adhesive, a soil hardening agent, and the like.
水ガラスは、酸又は金属塩を加えることにより脱水縮合してゲル化することが知られている。これを乾燥すると非晶質の酸化珪素となるが、添加する金属塩の金属イオンを任意の割合で酸化珪酸結合の間に取り込んだ非晶質の珪酸塩を得ることもできる。 It is known that water glass is dehydrated and condensed to gel by adding an acid or a metal salt. When this is dried, it becomes amorphous silicon oxide, but it is also possible to obtain an amorphous silicate in which metal ions of the metal salt to be added are incorporated in an arbitrary ratio between the silicate oxide bonds.
本発明は、水ガラス等のSiO2源溶液(一般に水溶液)に亜鉛の可溶性塩をZnO/SiO2のモル比が1.5以上となるように添加し、しかも両者を混合し終わった時の上澄液のpHが7以下、好ましくは5.5〜6.5となるようpH調節剤として、塩基、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、アンモニウム等を加えて調節し、前駆体ゲルを得る。 In the present invention, a soluble salt of zinc is added to a SiO 2 source solution (generally an aqueous solution) such as water glass so that the molar ratio of ZnO / SiO 2 is 1.5 or more, and when both are mixed. The pH of the supernatant is adjusted to 7 or less, preferably 5.5 to 6.5 by adding a base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, ammonium, etc. And a precursor gel is obtained.
混合方法は特に限定されないが、一般にSiO2源溶液に攪拌しつつZnO源となる亜鉛の可溶性塩溶液(一般に水溶液)を徐々に添加するのが好ましい。亜鉛の可溶性塩としては、一般に水に可溶な塩、例えば塩化亜鉛、硫酸亜鉛、蓚酸亜鉛、酢酸亜鉛など可溶性塩であればよいが、特に硝酸亜鉛が好適である。 The mixing method is not particularly limited, but it is generally preferable to gradually add a soluble salt solution (generally an aqueous solution) of zinc as a ZnO source while stirring to the SiO 2 source solution. The zinc soluble salt is generally a water-soluble salt such as zinc chloride, zinc sulfate, zinc oxalate, and zinc acetate, but zinc nitrate is particularly preferred.
pH調節剤は、塩基が用いられる。例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水などが用いられるが、SiO2源に水ガラスを用いる場合、通常水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)が好ましい。これらのpH調節剤は、亜鉛の可溶性塩の添加と同時に、徐々に加えてもよいが、あらかじめ所定量のpH調節剤を水ガラス等のSiO2源溶液中に混合しておいてもよい。要は、SiO2源とZnO源とを混合し終えたときの上澄液中のpHが7以下、好ましくは5.5〜6.5となればよいのである。 A base is used as the pH adjusting agent. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, aqueous ammonia and the like are used. When water glass is used as the SiO 2 source, sodium hydroxide (caustic soda) is usually preferable. These pH adjusters may be gradually added simultaneously with the addition of the zinc soluble salt, but a predetermined amount of pH adjuster may be mixed in advance in a SiO 2 source solution such as water glass. The point is that the pH in the supernatant after mixing the SiO 2 source and the ZnO source is 7 or less, preferably 5.5 to 6.5.
SiO2源溶液にZnO源を添加するとまもなくゲルの生成が始まり、ゆっくりとゲル化が進行するため、ZnO源を添加し終わっても数時間は攪拌下に熟成させるのが好ましい。 When a ZnO source is added to the SiO 2 source solution, gel formation starts soon and gelation proceeds slowly. Therefore, it is preferable to ripen with stirring for several hours even after the addition of the ZnO source.
本発明のポイントの一つは、ZnO源をSiO2源の1.5モル倍乃至それ以上加えることにある。本発明の目的物であるオルト珪酸塩を得るためには、理論量としてZnO源/SiO2源のモル比は2であるが、本発明においては、1.5モル倍以上、好ましくは1.7モル倍以上、更には1.7〜2.2モル倍でウィレマイト結晶を得ることができる。ここで1.5モル倍より少ないと、非晶質シリカの生成が多くなり、また2.2モル倍以上ではジンカイトが多くなる傾向を示す。 One of the points of the present invention is to add the ZnO source 1.5 mol times or more of the SiO 2 source. In order to obtain orthosilicate which is the object of the present invention, the molar ratio of ZnO source / SiO 2 source is 2 as a theoretical amount, but in the present invention, 1.5 molar times or more, preferably 1. Willemite crystals can be obtained at 7 mol times or more, and further at 1.7 to 2.2 mol times. Here, when the amount is less than 1.5 mol times, the generation of amorphous silica increases, and when the amount is 2.2 mol times or more, the zincite tends to increase.
更にウィレマイトを母結晶とする蛍光物質を得る場合、該ウィレマイト結晶に、他の金属イオンをドープする必要がある。一般に前記珪酸塩のゲル化反応時に所定の金属イオンを共存させておけばよい。すなわちZnO源溶液中に該金属の可溶性塩、例えばマンガン塩(この場合緑色の蛍光)、ユーロビウム塩(この場合赤色の蛍光)又はテルビウム塩(この場合青色の蛍光)などの金属塩をZn2SiO41モルに対して、金属として0.1〜5質量%、好ましくは0.2〜2質量%加えておけばよい。 Further, when obtaining a fluorescent substance having willemite as a mother crystal, it is necessary to dope the willemite crystal with other metal ions. In general, a predetermined metal ion may be allowed to coexist during the gelation reaction of the silicate. That is, a soluble salt of the metal, such as a manganese salt (in this case, green fluorescence), a europium salt (in this case, red fluorescence), or a terbium salt (in this case, blue fluorescence), a metal salt such as Zn 2 SiO 4 0.1-5 mass% as a metal with respect to 1 mol, Preferably 0.2-2 mass% should just be added.
蛍光物質とするための金属イオンを加えた場合であっても、加えない場合であっても、SiO2源とZnO源との反応生成物であるゲル状の沈殿は、ろ過又はデカンテーション等により回収し、水洗することにより、ナトリウム分や、未反応のZnO源等の不純物を除去し、乾燥する。かかる水洗乾燥工程によりナトリウム分は、実質的に完全に除去することができる。 Whether or not a metal ion for making a fluorescent substance is added, the gel-like precipitate that is a reaction product of the SiO 2 source and the ZnO source is filtered or decanted. By collecting and washing with water, impurities such as sodium and unreacted ZnO source are removed and dried. The sodium content can be substantially completely removed by this washing and drying step.
次いで、ゲルを800℃〜1400℃、好ましくは1000℃〜1300℃に加熱処理することによりウィレマイトの結晶、特に粒径数拾ナノメートルの微細結晶が得られる。 Next, the gel is heat-treated at 800 ° C. to 1400 ° C., preferably 1000 ° C. to 1300 ° C., to obtain willemite crystals, particularly fine crystals having a particle size of several nanometers.
なお、加熱温度が800℃〜900℃程度の比較的低い場合、β型のウィレマイトが多くなる傾向にあり、1000℃〜1300℃では、α型のウィレマイトが主として得られる。この際、少量のジンカイトが副生する場合がある。更に、1400℃を超えるとクリストバライトが副生する場合があり、一般に好ましくない。 In addition, when the heating temperature is relatively low, such as about 800 ° C. to 900 ° C., β-type willemite tends to increase, and at 1000 ° C. to 1300 ° C., α-type willemite is mainly obtained. At this time, a small amount of zincite may be by-produced. Furthermore, if it exceeds 1400 ° C., cristobalite may be produced as a by-product, which is generally not preferred.
以下に実施例を示す。 Examples are shown below.
SiO2源には水ガラスを使用し、本例ではNa2SiO3・9H2Oを用い、イオン交換水に溶解し0.74MのSiO2源溶液とした。ZnO源として硝酸亜鉛Zn(NO3)2・6H2Oを同様にイオン交換水に溶解し1.48MのZnO源溶液とした。pH調節剤として1Mの苛性ソーダ溶液をpH調節溶液とした。 Water glass was used as the SiO 2 source. In this example, Na 2 SiO 3 .9H 2 O was used and dissolved in ion-exchanged water to obtain a 0.74 M SiO 2 source solution. As a ZnO source, zinc nitrate Zn (NO 3 ) 2 .6H 2 O was similarly dissolved in ion-exchanged water to obtain a 1.48M ZnO source solution. A 1 M caustic soda solution was used as a pH adjusting solution.
先ず、SiO2源溶液とpH調節溶液をビーカー内で混合し、磁気撹拌子で撹拌しながらビュレットを用いてZnO源溶液を2時間かけて滴下した。混合割合はSiO2源溶液50mLに対してZnO源溶液は50mLで1:1と一定とし、pH調節溶液は0−100mLの範囲で変化させてpH調節する。こうして得られた上澄み液のpHを測定し、沈殿物はろ過洗浄し、3日間常温空気中で乾燥することによって前駆体のゲルを準備した。 First, the SiO 2 source solution and the pH adjusting solution were mixed in a beaker, and the ZnO source solution was added dropwise over 2 hours using a burette while stirring with a magnetic stir bar. The mixing ratio is fixed to 1: 1 with 50 mL of the ZnO source solution with respect to 50 mL of the SiO 2 source solution, and the pH is adjusted by changing the pH adjusting solution in the range of 0 to 100 mL. The pH of the supernatant thus obtained was measured, the precipitate was filtered and washed, and dried in room temperature air for 3 days to prepare a precursor gel.
次に、得られたゲルを白金ルツボに取り、電気炉で1時間、所定の温度で加熱してゲルを焼成した。 Next, the obtained gel was taken in a platinum crucible and heated at a predetermined temperature in an electric furnace for 1 hour to sinter the gel.
焼成物は粉末X線回折(XRD)で同定し、シラー式により粒子径を測定し、また走査型電子顕微鏡(SEM)で形態を観察した。ゲルの化学組成はあらかじめ1000℃で1時間熱処理し、絶乾状態にしたものをICP分析により決定した。 The fired product was identified by powder X-ray diffraction (XRD), the particle size was measured by the Schiller formula, and the form was observed by a scanning electron microscope (SEM). The chemical composition of the gel was determined by ICP analysis after heat-treating at 1000 ° C. for 1 hour in an absolutely dry state.
ゲルの化学組成、ノルム鉱物の組成は表1のとおりであった。なお、表1中の容量比は、SiO2源溶液、ZnO源溶液、pH調節剤溶液の混合容量比、例えば1:1:1を1−1−1と表したものである。
以上の試験から、ゲルの化学組成とpH依存性について検討した。 From the above test, the chemical composition and pH dependence of the gel were examined.
図1はゲルのモル比(Molar ratio)及び収率(Yield)とpHの関係を示すグラフである。 FIG. 1 is a graph showing the relationship between the molar ratio (Molar ratio) and yield (Yield) of gel and pH.
図1から、低pH領域ではZnO/SiO2モル比が2よりも低く、加えた硝酸亜鉛は有効に沈殿することなく、洗浄によりかなりの部分が系外に出ていることが判明した。しかし、pHが上がるにつれてZnO/SiO2モル比が急激に2に近づき、pH6.3で初期の目的であるモル比2が得られ、更にpHが上がるとモル比の伸びは鈍化し、pH10.3でもモル比は2.3に留まった。なお、ナトリウムの混入は少なく、特に酸性領域では1%以下である。 From FIG. 1, it was found that in the low pH region, the ZnO / SiO 2 molar ratio was lower than 2, and the added zinc nitrate did not precipitate effectively, and a considerable portion was out of the system by washing. However, as the pH increases, the ZnO / SiO 2 molar ratio rapidly approaches 2, and the initial molar ratio of 2 is obtained at pH 6.3. As the pH further increases, the molar ratio elongation slows down to a pH of 10. Even at 3, the molar ratio remained at 2.3. In addition, there is little mixing of sodium, and it is 1% or less especially in an acidic region.
以上から、ZnO/SiO2のモル比が2以上のゲルを得るには、試料4及び試料5に示されるように、pH6.3以上となるようにpH調節溶液で調製する必要がある。 From the above, in order to obtain a gel having a ZnO / SiO 2 molar ratio of 2 or more, as shown in Sample 4 and Sample 5, it is necessary to prepare a pH control solution so that the pH is 6.3 or more.
次に、ゲルをα型ウィレマイトにするための温度について検討した。 Next, the temperature for making the gel into α-type willemite was examined.
表2は各試料の加熱温度と生成する結晶相の結果を示す表である。図2〜図4はゲルの加熱変化を示すXRDチャートである。
図2に示すように、pH5.5(1−1−0.5)に調製した試料2のゲルを加熱すると、先ず最初にジンカイト(ZnO)(図中Zで表す)が微量生成し、その後、微量のジンカイトと共にβ型ウィレマイト(図中βで表す)が生成する。最終的に1000℃以上の加熱でジンカイトを伴なわない純相のα型ウィレマイト(図中ラベルしないピーク)が生成する。しかし、量論組成よりややシリカが多いので、1400℃の加熱で微量のクリストバライト(図中Cで表す)が析出した。 As shown in FIG. 2, when the gel of Sample 2 prepared to pH 5.5 (1-1-0.5) is heated, first, a small amount of zincite (ZnO) (indicated by Z in the figure) is formed, and then Then, β-type willemite (represented by β in the figure) is produced together with a small amount of zincite. Finally, pure phase α-type willemite (not labeled in the figure) that does not involve zincite is formed by heating at 1000 ° C. or higher. However, since there was a little more silica than the stoichiometric composition, a slight amount of cristobalite (denoted by C in the figure) was precipitated by heating at 1400 ° C.
図3に示すように、pH5.7(1−1−1)に調製した試料3のゲルを加熱すると、先ず最初にジンカイト(ZnO)が微量生成し、その後、微量のジンカイトと共にβ型ウィレマイトが生成する。しかし、高温加熱では微量のジンカイトが残留し、最終的に1100℃以上の加熱でジンカイトを伴わない純相のα型ウィレマイトが生成する。 As shown in FIG. 3, when the gel of Sample 3 prepared to pH 5.7 (1-1-1) is heated, first, a very small amount of zincite (ZnO) is generated, and then β-type willemite is added together with a small amount of zincite. Generate. However, a trace amount of zincite remains at high temperature heating, and finally, pure phase α-type willemite without zincite is generated by heating at 1100 ° C. or higher.
図4に示すようにZnO/SiO2モル比が2以上のpH6.5(1−1−1.5)に調製した試料4のゲルを加熱すると、最初にジンカイト(ZnO)が微量生成し、その後、800℃〜1400℃でα型ウィレマイトが生成する。量論組成より亜鉛がやや多いので高温加熱でも微量のジンカイトが常に残留し、純相のα型ウィレマイトが得られないが、ジンカイトの共生は極微量である。 As shown in FIG. 4, when the gel of Sample 4 prepared to pH 6.5 (1-1-1.5) having a ZnO / SiO 2 molar ratio of 2 or more is heated, a small amount of zincite (ZnO) is first produced, Thereafter, α-type willemite is produced at 800 ° C. to 1400 ° C. Since there is a little more zinc than the stoichiometric composition, a trace amount of zincite always remains even when heated at high temperature, and a pure-phase α-type willemite cannot be obtained, but the symbiosis of zincite is extremely small.
したがって、ZnO/SiO2のモル比が2以上となるように調整したゲルを800℃〜1400℃で結晶化する必要がある。 Therefore, it is necessary to crystallize the gel adjusted so that the molar ratio of ZnO / SiO 2 is 2 or more at 800 ° C to 1400 ° C.
各試料についてシラー式から求めた結晶子径を表3に示す。[113]面方向のサイズは高温焼成を除き、大略50nm程度であった。
図5は走査型電子顕微鏡写真である。走査型電子顕微鏡観察ではランダムな粒子として観察される。900℃の焼成では一般に100nm以下のナノサイズのものが得られた。ただし、焼成温度の上昇と共に粒子径は大きくなり、1300℃焼成では1μm前後まで粒成長が認められた。 FIG. 5 is a scanning electron micrograph. In the scanning electron microscope observation, the particles are observed as random particles. In the baking at 900 ° C., generally nano-sized ones of 100 nm or less were obtained. However, the particle diameter increased as the firing temperature increased, and grain growth up to about 1 μm was observed at 1300 ° C. firing.
ウィレマイトに発光金属Mn2+をドープして蛍光物質を製造した。マンガン源として硝酸マンガン、Mn(NO3)2・6H2O、0.15M溶液を用いた。それをあらかじめ亜鉛源溶液と共にビーカー内に所定量混合した。溶液の混合比とpHは表4のとおりであった。
次に混合液をビュレットに分取しシリカ源の入ったビーカー内に亜鉛源と共に2時間かけて滴下した。上澄液のpHを測定後、ろ過洗浄し沈殿物を回収した。室温で3日間乾燥しMn2+を含むケイ酸塩ゲルを得た。ケイ酸塩ゲルの分析結果は表5のとおりである。
ゲルを白金箔で包み、アルミナボートの上に乗せアルゴンを流した横型管状炉の中に挿入し900℃で加熱した。 The gel was wrapped in platinum foil, placed on an alumina boat, inserted into a horizontal tubular furnace in which argon was flowed, and heated at 900 ° C.
ケイ酸塩ゲルの化学組成はナトリウム分以外は蛍光X線分析、ナトリウム分は原子吸光分析により行った。試料は1000℃であらかじめ加熱処理した脱水物を用い、蛍光X線分析はガラスビード法、原子吸光分析はテフロン(登録商標)容器内でフッ酸塩酸混液処理法により行った。 The chemical composition of the silicate gel was determined by fluorescent X-ray analysis except for the sodium content, and by atomic absorption analysis for the sodium content. The sample used was a dehydrated material preheated at 1000 ° C., the fluorescent X-ray analysis was performed by the glass bead method, and the atomic absorption analysis was performed in a Teflon (registered trademark) container by the hydrofluoric acid mixed liquid processing method.
図6はMn2+のドープにより得られたケイ酸塩ゲルのXRDチャート(−900℃,1時間加熱)である。 FIG. 6 is an XRD chart (-900 ° C., heated for 1 hour) of a silicate gel obtained by doping with Mn 2+ .
マンガンをドープした場合、ナトリウムの混入が極めて少なく、未検出である。また、マンガンをドープするとジンカイト、ZnOの副生も少なくなり、皆無に等しい。 When manganese is doped, sodium contamination is very small and undetected. Further, when manganese is doped, the amount of by-products of zincite and ZnO is reduced, which is almost none.
Mn2+をドープしたウレマイトは254nmのブラックライト照射により緑色発光が確認できた。 The uremite doped with Mn 2+ was confirmed to emit green light when irradiated with 254 nm black light.
実施例2と同様にしてMn2+、Eu3+及びTb3+をドープした試料をpH6.3で準備した。ドープする原溶液はそれぞれの硝酸塩をイオン交換水に溶かして準備し、亜鉛溶液に混合し滴下した。粉末X線回折によれば、マンガンをドープした場合は、ウレマイトだけが同定されたが、ユーロピウムまたはテルビウムをドープした場合は、若干量のジンカイトが認められた。 In the same manner as in Example 2, a sample doped with Mn 2+ , Eu 3+ and Tb 3+ was prepared at pH 6.3. The original solution to be doped was prepared by dissolving each nitrate in ion-exchanged water, mixed in a zinc solution and dropped. According to powder X-ray diffraction, only uremite was identified when doped with manganese, but a small amount of zincite was observed when doped with europium or terbium.
蛍光スペクトルは254nmの紫外光(水銀ランプ)で励起し測定した。発光色は、Mn:Zn2SiO4は緑[図7(a)]、Eu:Zn2SiO4は赤[図7(b)]、Tb:Zn2SiO4は青[図7(c)]であり、それぞれスペクトルは図7のようである。なお、緑色蛍光体の発光強度は極めて強いが、赤色蛍光体は中程度であり、青色蛍光体は弱かった。 The fluorescence spectrum was measured by excitation with ultraviolet light (mercury lamp) of 254 nm. The emission colors are green for Mn: Zn 2 SiO 4 [FIG. 7 (a)], red for Eu: Zn 2 SiO 4 [FIG. 7 (b)], and blue for Tb: Zn 2 SiO 4 [FIG. 7 (c)]. And the spectra are as shown in FIG. The emission intensity of the green phosphor was extremely strong, but the red phosphor was moderate and the blue phosphor was weak.
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