JP5688144B2 - ホウ酸塩発光材料及びその調製方法並びに応用 - Google Patents
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Description
(In1−xRex)BO3:zMで示され、
式中、0<x≦0.5、Reは希土類元素で、ReはTm、Tb、Eu、Sm、Gd、Dy及びCeのうちの1種または2種であり、Mは金属ナノ顆粒を表し、金、銀、プラチナ、及びパラジウムのうちのいずれか1種または2種から選ばれ、0<z≦1×10−2、zはMと(In1−xRex)BO3とのモル比である。
金属M化合物を溶剤に溶解して金属M化合物の溶液に調製し、次は助剤を加えて混合溶液を調製し得、その後混合液に対して還元剤溶液を加え、十分に反応した後さらにポリビニルピロリドンを加え、撹拌して金属Mナノ顆粒コロイドを得、Mが金属ナノ顆粒を表し、金、銀、プラチナ、及びパラジウムのうちのいずれか1種または2種から選ばれる、金属Mナノ顆粒コロイドを調製するステップと、
一般式(In1−xRex)BO3における各元素の化学量論比に基づいてIn(NO3)3、Re(NO3)3及びホウ素のソースとなる化合物を秤取してエタノール溶液に加え、溶解・混合して、(In1−xRex)BO3のエタノール混合溶液を調製し得、式中、0<x≦0.5、Reは希土類元素で、ReはTm、Tb、Eu、Sm、Gd、Dy及びCeのうちの1種または2種である、(In1−xRex)BO3溶液を調製するステップと、
一般式(In1−xRex)BO3:zMにおけるMのモル比zに基づいて、前記得た金属Mナノ顆粒コロイドを前記(In1−xRex)BO3のエタノール混合溶液に加え、75℃〜90℃温度下で水浴加熱し、加熱乾燥して前駆体を得、前駆体を事前焼成処理し、焼成処理を行い、冷却、研磨し、ホウ酸塩基発光材料を得、式中、zはMと(In1−xRex)BO3とのモル比、0<z≦1×10−2である、(In1−xRex)BO3:zM発光材料を調製するステップを含む、ホウ酸塩基発光材料の調製方法である。
(In1−xRex)BO3:zMで示され、
式中、0<x≦0.5、Reが希土類元素で、Mは金属ナノ顆粒を表し、zはMと(In1−xRex)BO3とのモル比であり、0<z≦1×10−2、ReはTm、Tb、Eu、Sm、Gd、Dy及びCeのうちの1種または2種であってもよく、例えば金、銀、プラチナ、パラジウムナノ顆粒などになりえる。
金属M化合物を溶剤に溶解して金属M化合物の溶液に調製し、次は助剤を加えて混合溶液を調製し得、その後混合液に対して還元剤溶液を加え、十分に反応した後さらにポリビニルピロリドンを加え、撹拌して金属Mナノ顆粒コロイドを得、Mが金属ナノ顆粒を表し、金、銀、プラチナ、及びパラジウムのうちのいずれか1種または2種から選ばれ、
本発明における実施例の金属Mナノ顆粒コロイドを調製する、具体的なステップは、
金属M化合物溶液を調製するステップと、
磁力撹拌下で、助剤を加え、助剤を含有する金属M化合物溶液を得るステップと、
還元剤溶液を調製するステップと、
磁力撹拌下で、還元剤溶液を前記助剤の含有する金属化合物溶液に加え、10分間〜45分間反応して金属Mナノ顆粒コロイドを得るステップと、
前記金属Mナノ顆粒コロイドの体積に基づいて、ポリビニルピロリドン(PVP)を加え、その濃度を0.2mg/mL〜0.2g/mLにし、3時間〜24時間撹拌し、処理された金属Mナノ顆粒コロイドを得るステップを含み、
金属M化合物は還元され得る各種の可溶性金属Mの化合物を含み、好ましくは硝酸銀、クロロ金酸、塩化白金酸、塩化パラジウムのうちの1種または2種であり、2種の金属化合物例えばクロロ金酸及び硝酸銀を選択する場合、お互いの間にモル比の要求はないが、2種の金属化合物のモル総量が前記化学式の化学量論比の要求、すなわち1−x:xの要求に適しなければならなく、0<x≦0.5、
還元剤はヒドラジン水和物、アスコルビン酸、水素化ホウ素ナトリウムまたは水素化ホウ素ナトリウムなどを含み、助剤はポリビニルピロリドン、クエン酸ナトリウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸ナトリウムのうちのいずれか1種または1種以上を含み、金属M化合物及び助剤の混合溶液を調製することに使用される溶剤は水及びエタノールであり、助剤の使用量は、該助剤の最終に得た金属ナノ顆粒コロイドにおける含有量を1.5×10−4g/mL〜2.1×10−3g/mLにすることを保証し、
本発明における実施例の還元剤溶液の濃度が制限されず、好ましくは1×10−3mol/L〜1×10−2mol/L、還元剤溶液の溶剤は水及びエタノールである。
一般式(In1−xRex)BO3における各元素の化学量論比に基づいてIn(NO3)3、Re(NO3)3及びホウ素のソースとなる化合物を秤取してエタノール溶液に加え、溶解・混合して、(In1−xRex)BO3のエタノール混合溶液を調製し得、式中、0<x≦0.5、Reが希土類元素で、ReがTm、Tb、Eu、Sm、Gd、Dy及びCeのうちの1種または2種を含み、
ホウ素のソースとなる化合物はホウ酸またはホウ酸エステルを含み、該ホウ酸エステルはホウ酸トリブチル、ホウ酸トリメチルまたはホウ酸イソプロピルなどを含み、本発明の実施例のホウ酸エステルはエタノール溶液において加水分解、アルコール分解することによってコロイド溶液を形成し、インジウム、希土類イオン及び金属ナノ顆粒をコロイド溶液に均一に分散させることができ、これは前記ホウ酸塩基発光材料の発光強度に対して促進作用を有する。
一般式(In1−xRex)BO3:zMにおける各元素の化学量論比に基づき、モル比zに基づいて、前記得た金属Mナノ顆粒コロイドを前記(In1−xRex)BO3のエタノール混合溶液に加え、75℃〜90℃温度下で水浴加熱し、加熱乾燥して前駆体を得、前駆体を事前焼成処理し、焼成処理を行い、冷却、研磨し、ホウ酸塩基発光材料を得、式中、zのMと(In1−xRex)BO3のモル比は、0<z≦1×10−2である。
−(In0.99Eu0.01)BO3:1×10−2 Auの調製−
本発明における実施例の(In0.99Eu0.01)BO3:1×10−2Auの調製方法の、具体的なステップは以下の通りである。
20.6mgクロロ金酸(AuCl3・HCl・4H2O)を取って16.8mLの脱イオン水に溶解してクロロ金酸水溶液を得、
14mgクエン酸ナトリウム及び6mg臭化セチルトリメチルアンモニウムを取って、磁力撹拌下でクロロ金酸水溶液に加え、
1.9mg水素化ホウ素ナトリウム及び17.6mgアスコルビン酸を取ってそれぞれ10mL脱イオン水に溶解し、10mL濃度5×10−3mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液及び10mL濃度1×10−2mol/Lのアスコルビン酸水溶液を得、
磁力撹拌下で、まず前記クエン酸ナトリウム及び臭化セチルトリメチルアンモニウムを含有するクロロ金酸水溶液に0.08mL水素化ホウ素ナトリウム水溶液を加え、撹拌して5分間反応した後さらに3.12mL、1×10−2mol/Lのアスコルビン酸水溶液を加え、その後続けて30分間反応して20mL、Au含有量が5×10−3mol/LであるAuナノ顆粒コロイド溶液を得、
2gPVP加え、8時間撹拌し、表面処理された後のAuナノ顆粒コロイド溶液を得、
(In0.99Eu0.01)BO3:1×10−2Auの調製:
1mol/LのIn(NO3)34.95ml、0.05mol/LのEu(NO3)3溶液1ml及び0.3092gのH3BO3をビーカーに加え、完全に溶解するまで撹拌してエタノール溶液を滴下し、
前記表面処理された5×10−3mol/LのAuナノ顆粒コロイド溶液10mLを加え、
2.1012gのクエン酸一水和物(希土類金属イオン物質の量の2倍)をエタノールに溶解してその後前記溶液に加え、
得た溶液を75℃の水浴に置いてウェットゲルに形成するまで加熱撹拌し、
60℃の送風乾燥箱において22時間乾燥し、さらに110℃の温度下で完全に乾燥させ、前駆体を得、
前駆体を高温炉に置いて、500℃の温度下で2時間事前焼成し、室温まで冷却し、
研磨した後さらにそれを箱式管式炉に置き、一酸化炭素雰囲気において、800℃の温度下で5時間焼成し、自然冷却し、取り出した後所望の発光材料(In0.99Eu0.01)BO3:1×10−3 Auを得る。
−(In0.95Tb0.05)BO3:1×10−3 Agの調製−
本発明における実施例の(In0.95Tb0.05)BO3:1×10−3 Agの調製方法の、具体的なステップは以下の通りである。
3.40mg硝酸銀(AgNO3)を取って18.4mLの脱イオン水に溶解し、硝酸銀水溶液を得、
42mgクエン酸ナトリウムを取って撹拌下で硝酸銀水溶液に加え、
5.7mg水素化ホウ素ナトリウムを取って10mL脱イオン水に溶解し、10mL濃度1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液を得、
撹拌下で、前記クエン酸ナトリウム含有の硝酸銀水溶液に1.6mL、1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液を一回で加え、10分間反応して、20mL、銀含有量が1×10−3mol/LのAgナノ顆粒コロイド溶液を得、
4mgPVPを加え、12時間撹拌し、表面処理された後Agナノ顆粒コロイド溶液を得、
(In0.95Tb0.05)BO3:1×10−3Agの調製:
4.75ml 1mol/LのIn(NO3)3、0.5ml 0.5mol/LのTb(NO3)3溶液及び0.4637g H3BO3(モル量過量50%)を取ってビーカーに加え、且つ完全に溶解するまで撹拌してエタノール溶液を滴下し、
前記処理された5mL、1×10−3mol/LのAgナノ顆粒コロイド溶液を取ってビーカーに加え、
3.1521gクエン酸一水和物(希土類金属イオン物質の量の3倍)をエタノールに溶解してその後前記溶液に加え、
得た溶液を90℃の水浴に置いてウェットゲルに形成するまで加熱撹拌し、
80℃の送風乾燥箱において23時間乾燥し、さらに110℃の温度下で完全に乾燥させ、前駆体を得、
前駆体を高温炉に置いて、800℃の温度下で2時間事前焼成し、室温まで冷却し、研磨した後さらにそれを箱式管式炉に置き、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス(体積比90:10)下で、1150℃の温度下温度で3時間焼成し、自然冷却し、取り出した後所望の発光材料(In0.95Tb0.05)BO3:1×10−3 Agを得る。
−(In0.5Eu0.3Gd0.2)BO3:1×10−4 Ptの調製−
本発明において実施例の(In0.5Eu0.3Gd0.2)BO3:1×10−4 Ptの調製方法の、具体的なステップは以下の通りである。
5.18mg塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O)を取って17mLの脱イオン水に溶解し、塩化白金酸水溶液を得、
8.0mgクエン酸ナトリウム及び12.0mgラウリルスルホン酸ナトリウムを取って撹拌下で塩化白金酸水溶液に加え、
0.38mg水素化ホウ素ナトリウムを取って10mL脱イオン水に溶解し、10mL濃度1×10−3mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液を得、同時に、10mL、濃度1×10−2mol/Lのヒドラジン水和物溶液を調製し、
前記クエン酸ナトリウム及びラウリルスルホン酸ナトリウムを含有する塩化白金酸水溶液に0.4mL水素化ホウ素ナトリウム水溶液を滴下し、撹拌して5分間反応し、その後さらに2.6mL、1×10−2mol/Lのヒドラジン水和物を滴下し、撹拌して40分間反応させ、20mL、Pt含有量が5×10−4mol/LであるPtナノ顆粒コロイド溶液を得、
20mgPVPを加え、12時間磁力撹拌し、表面処理された後のPtナノ顆粒コロイドを得、
(In0.5Eu0.3Gd0.2)BO3:1×10−4Ptの調製:
1mol/LのIn(NO3)5ml、3、0.5mol/LのEu(NO3)36ml、4ml0.5mol/LのGd(NO3)3溶液及び0.7420gのH3BO3(モル量過量20%)をビーカーに加え、完全に溶解するまで撹拌してエタノール溶液を滴下し、
前記処理された2mL、5×10−4mol/LのPtナノ顆粒コロイドをビーカーに加え、
6.3042gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の3倍)をエタノールに溶解してその後前記溶液に加え、
得た溶液を80℃の水浴に置いてウェットゲルに形成するまで加熱撹拌し、
70℃の送風乾燥箱において22時間乾燥し、さらに80℃下で完全に乾燥させ、前駆体を得、
前駆体を高温炉に置いて、300℃の温度下で7時間事前焼成し、室温まで冷却し、研磨した後さらにそれを箱式管式炉に置き、1300℃の温度下で2時間焼成し、自然冷却し、取り出した後所望の発光材料(In0.5Eu0.3Gd0.2)BO3:1×10−4 Ptを得る。
−(In0.95Tm0.05)BO3:1×10−4 Pdの調製−
本発明における実施例の(In0.95Tm0.05)BO3:1×10−4 Pdの調製方法の、具体的なステップは以下の通りである。
0.43mg塩化パラジウム(PdCl2・2H2O)を取って19.5mLの脱イオン水に溶解し、塩化パラジウム水溶液を得、
11.0mgクエン酸ナトリウム及び4.0mgラウリル硫酸ナトリウムを取って撹拌下で塩化パラジウム水溶液に溶解させ、
3.8mg水素化ホウ素ナトリウムを取って10mL脱イオン水に溶解し、濃度1×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム還元液を得、
撹拌下で、前記クエン酸ナトリウム及びラウリル硫酸ナトリウムを含有する塩化パラジウム水溶液に1×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液0.5mLを快速に滴下し、撹拌して20分間反応し、Pd含有量が1×10−4mol/LであるPdナノ顆粒コロイド溶液20mLを得、
10mgPVPを加え、且つ8時間撹拌し、表面処理された後のPdナノ顆粒コロイドを得、
(In0.95Tm0.05)BO3:1×10−4 Pdの調製:
1mol/LのIn(NO3)4.75ml、0.05 mol/LのTm(NO3)3溶液5ml及び1.3809gホウ酸トリブチル(C12H27BO3、モル量過量20%)を取ってビーカーに加え、完全に溶解するまで撹拌してエタノール溶液を滴下し、
前記処理された1×10−4mol/LのPdナノ顆粒コロイド5mLをビーカーに加え、
ウェットゲルに形成するまで85℃の水浴において加熱撹拌し、
80℃の送風乾燥箱において25時間乾燥し、さらに150℃温度下で完全に乾燥させ、前駆体を得、
前駆体を高温炉に置いて、500℃の温度下で7時間事前焼成し、室温まで冷却し、研磨した後さらにそれを箱式管式炉に置き、900℃の温度下で5時間焼成し、自然冷却し、取り出した後所望の発光材料(In0.95Tm0.05)BO3:1×10−4 Pdを得る。
−(In0.95Sm0.05)BO3:1×10−3 Agの調製−
本発明における実施例の(In0.95Sm0.05)BO3:1×10−3 Agの調製方法の、具体的なステップは以下の通りである。
3.40mg硝酸銀(AgNO3)を取って18.4mLの脱イオン水に溶解し、硝酸銀水溶液を得、
42mgクエン酸ナトリウムを取って撹拌下で硝酸銀水溶液に加え、
5.7mg水素化ホウ素ナトリウムを取って10mL脱イオン水に溶解し、10mL濃度1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液を得、
撹拌下で、前記クエン酸ナトリウム含有の硝酸銀水溶液に1.6mL、1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液を一回で加え、10分間反応して、20mL、銀含有量が1×10−3mol/LのAgナノ顆粒コロイド溶液を得、
4gPVPを加え、12時間撹拌し、表面処理された後のAgナノ顆粒コロイド溶液を得、
(In0.95Sm0.05)BO3:1×10−3 Agの調製:
1mol/LのIn(NO3)34.75ml、0.5mol/LのSm(NO3)3溶液0.5ml及び0.4637gのH3BO3(モル量過量50%)をビーカーに加え、完全に溶解するまで撹拌してエタノール溶液を滴下し、
前記処理された1×10−3mol/LのAgナノ顆粒コロイド溶液5mLをビーカーに加え、
3.1521gクエン酸一水和物(希土類金属イオン物質の量の3倍)をエタノールに溶解してその後前記溶液に加え、
得た溶液を90℃の水浴に置いてウェットゲルに形成するまで加熱撹拌し、
80℃の送風乾燥箱において26時間乾燥し、さらに130℃温度下で完全に乾燥させ、前駆体を得、
前駆体を高温炉に置いて、700℃の温度下で2時間事前焼成し、室温まで冷却し、研磨した後さらにそれを箱式管式炉に置き、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス(体積比90:10)下で、1250℃の温度下で2時間焼成し、自然冷却し、取り出した後所望の発光材料(In0.95Sm0.05)BO3:1×10−3 Agを得る。
−(In0.9Dy0.10)BO3:1×10−4 Auの調製−
Auナノ顆粒コロイド溶液の調製:
20.6mgクロロ金酸(AuCl3・HCl・4H2O)を取って16.8mLの脱イオン水に溶解してクロロ金酸水溶液を得、
14mgクエン酸ナトリウム及び6mg臭化セチルトリメチルアンモニウムを、撹拌下でクロロ金酸水溶液に加え、
1.9mg水素化ホウ素ナトリウム及び17.6mgアスコルビン酸を取ってそれぞれ10mL脱イオン水に溶解し、10mL濃度5×10−3mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液及び10mL濃度1×10−2mol/Lのアスコルビン酸水溶液を得、
撹拌下で、まず前記クエン酸ナトリウム及び臭化セチルトリメチルアンモニウムを含有するクロロ金酸水溶液に0.08mL水素化ホウ素ナトリウム水溶液を加え、撹拌して5分間反応した後さらに1×10−2mol/Lのアスコルビン酸水溶液3.12mLを加え、30分間反応して20mL、Au含有量が5×10−3mol/LであるAuナノ顆粒コロイド溶液を得、
含有量が5×10−3mol/LであるAuナノ顆粒コロイド溶液1mLをビーカーに加え、AUナノ顆粒コロイド溶液に3mgPVP加え、8時間撹拌し、表面処理された後のAuナノ顆粒コロイド溶液を得、
(In0.9Dy0.10)BO3:1×10−4 Auの調製:
1mol/LのIn(NO3)34.5ml、0.5mol/LのDy(NO3)3溶液1ml及び0.4019gのH3BO3(モル量過量30mol%)をビーカーに加え、撹拌して完全に溶解するまでエタノール溶液を滴下し、
前記処理された、5×10−3mol/LのAuナノ顆粒コロイド溶液0.1mLをビーカーに加え、
4.2028gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の4倍)をエタノールに溶解してその後前記溶液に加え、
得た溶液を90℃の水浴に置いてウェットゲルに形成するまで加熱撹拌し、
80℃の送風乾燥箱において24時間乾燥し、さらに100℃の温度下で完全に乾燥させ、前駆体を得、
前駆体を高温炉に置いて、800℃の温度下で4時間事前焼成し、室温まで冷却し、研磨した後さらにそれを箱式管式炉に置き、1150℃の温度下で2時間焼成し、自然冷却し、取り出した後所望の発光材料(In0.9Dy0.10)BO3:5×10−5 Auを得る。
−(In0.85Tb0.10Ce0.05)BO3:2×10−5Pt/Auの調製−
本発明における実施例(In0.85Tb0.10Ce0.05)BO3:2×10−5Pt/Auの調製方法の、具体的なステップは以下の通りである。
10.7mgクロロ金酸(AuCl3・HCl・4H2O)及び13.56mg塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O)を取って26mLの脱イオン水に溶解し、クロロ金酸/塩化白金酸混合溶液を得、
22mgクエン酸ナトリウム及び20mgPVPを取って、且つ撹拌下で前記混合溶液に溶解し、
5.7mg水素化ホウ素ナトリウムを取って10mLの脱イオン水に溶解し、10mLの濃度1.5×10−2mol/Lである水素化ホウ素ナトリウム水溶液を得、
撹拌下で、前記混合溶液に、1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液を4mL一回で加え、20分間反応し、30mL、総金属濃度が1.7×10−3mol/LであるPt/Auナノ顆粒コロイド溶液を得、
2.5mL得たPt/Auナノ顆粒コロイド溶液を取って、Pt/Auナノ顆粒コロイド溶液に12mgPVPを加え、6時間撹拌し、表面処理された後のPt/Auナノ顆粒コロイド溶液を得、
−(In0.85Tb0.10Ce0.05)BO3:2×10−4Pt/Auの調製−
1mol/LのIn(NO3)34.25ml、0.5mol/LのTb(NO3)31ml、0.1mol/LのCe(NO3)3溶液2.5ml及び0.4019gのH3BO3(モル量過量30mol%)をビーカーに加え、撹拌して完全に溶解するまでエタノール溶液を滴下し、
前記処理された、1.7×10−3mol/LのPt/Auナノ顆粒コロイド溶液0.6mLをビーカーに加え、
4.2028gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の4倍)をエタノールに溶解してその後前記溶液に加え、
得た溶液を80℃の水浴に置いてウェットゲルに形成するまで加熱撹拌し、
60℃の送風乾燥箱において21時間乾燥し、さらに110℃の温度下で完全に乾燥させ、前駆体を得、
前駆体を高温炉に置いて、800℃の温度下で4時間事前焼成し、室温まで冷却し、研磨した後さらにそれを箱式高温炉に置き、一酸化炭素の雰囲気において、1250℃の温度下で3時間焼成し、自然冷却し、取り出した後所望の発光材料(In0.85Tb0.10Ce0.05)BO3:2×10−4Pt/Auを得る。
−(In0.9Tb0.1)BO3:2×10−5Pt/Auの調製−
本発明における実施例(In0.9Tb0.1)BO3:2×10−5Pt/Auの調製方法の、具体的なステップは以下の通りである。
10.7mgクロロ金酸(AuCl3・HCl・4H2O)及び13.56mg塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O)を取って26mLの脱イオン水に溶解し、クロロ金酸/塩化白金酸混合溶液を得、
22mgクエン酸ナトリウム及び20mgPVPを取って、且つ撹拌下で前記混合溶液に溶解し、
5.7mg水素化ホウ素ナトリウムを取って10mLの脱イオン水に溶解し、10mLの濃度1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液を得、
撹拌下で、前記混合溶液に、1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液4mLを一回で加え、20分間反応し、総金属濃度が1.7×10−3mol/LであるPt/Auナノ顆粒コロイド溶液30mLを得、
2.5mL得たPt/Auナノ顆粒コロイド溶液を取って、Pt/Auナノ顆粒コロイド溶液に12mgPVPを加え、6時間撹拌し、表面処理された後のPt/Auナノ顆粒コロイド溶液を得、
−(In0.9Tb0.1)BO3:2×10−5Pt/Auの調製−
4.5ml 1mol/LのIn(NO3)3、0.5mol/LのTb(NO3)3溶液1ml及びH3BO3(モル量過量30mol%)0.4019gをビーカーに加え、撹拌して完全に溶解するまでエタノール溶液を滴下し、
前記処理された、1.7×10−3mol/LのPt/Auナノ顆粒コロイド溶液0.6mLをビーカーに加え、
4.2028gクエン酸一水和物(金属イオン物質の量の4倍)をエタノールに溶解してその後前記溶液に加え、
得た溶液を80℃の水浴に置いてウェットゲルに形成するまで加熱撹拌し、
60℃の送風乾燥箱において22時間乾燥し、さらに110℃の温度下で完全に乾燥させ、前駆体を得、
前駆体を高温炉に置いて、800℃の温度下で5時間事前焼成し、室温まで冷却し、研磨した後さらにそれを箱式高温炉に置き、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス(体積比95:5)下で、1200℃の温度下で3時間焼成し、自然冷却し、取り出した後所望の発光材料(In0.9Tb0.1)BO3:2×10−5Pt/Auを得る。
−(In0.95Eu0.05)BO3:1×10−3 Agの調製−
本発明における実施例の(In0.95Eu0.05)BO3:1×10−3 Agの調製方法の、具体的なステップは以下の通りである。
3.40mg硝酸銀(AgNO3)を取って18.4mLの脱イオン水に溶解し、硝酸銀水溶液を得、
42mgクエン酸ナトリウムを取って撹拌下で硝酸銀水溶液に加え、
5.7mg水素化ホウ素ナトリウムを取って10mL脱イオン水に溶解し、10mL濃度1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液を得、
撹拌下で、前記クエン酸ナトリウム含有の硝酸銀水溶液に1.6mL、1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液を一回で加え、10分間反応させ、20mL、銀含有量が1×10−3mol/LのAgナノ顆粒コロイド溶液を得、
4mgPVPを加え、12時間撹拌し、表面処理された後のAgナノ顆粒コロイドを得、
(In0.95Eu0.05)BO3:1×10−3 Agの調製:
1mol/LのIn(NO3)34.75ml、0.5mol/LのEu(NO3)3溶液0.5ml及び0.4637gのH3BO3(モル量過量50%)をビーカーに加え、完全に溶解するまで撹拌してエタノール溶液を滴下し、
前記処理された1×10−3mol/LのAgナノ顆粒コロイド5mLをビーカーに加え、
3.1521gクエン酸一水和物(希土類金属イオン物質の量の3倍)をエタノールに溶解してその後前記溶液に加え、
得た溶液を90℃の水浴に置いてウェットゲルに形成するまで加熱撹拌し、
80℃の送風乾燥箱において23時間乾燥し、さらに110℃の温度下で完全に乾燥させ、前駆体を得、
前駆体を高温炉に置いて、800℃の温度下で7時間事前焼成し、室温まで冷却し、研磨した後さらにそれを箱式管式炉に置き、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス(体積比90:10)下で、1200℃の温度下で3時間焼成し、自然冷却し、取り出した後所望の発光材料(In0.95Eu0.05)BO3:1×10−3 Agを得る。
Claims (10)
- ホウ酸塩基発光材料において、
前記ホウ酸塩基発光材料の化学組成が(In1−xRex)BO3:zMで示され、式中、0<x≦0.5、Reは希土類元素で、ReはTm、Tb、Eu、Sm、Gd、Dy及びCeのうちの1種または2種であり、Mは金属ナノ顆粒を表し、金、銀、プラチナ、及びパラジウムのうちのいずれか1種または2種から選ばれ、0<z≦1×10−2、zはMと(In1−xRex)BO3とのモル比である、ことを特徴とするホウ酸塩基発光材料。 - ホウ酸塩基発光材料の調製方法であって、
金属M化合物を溶剤に溶解して金属M化合物の溶液に調製し、次は助剤を加えて混合溶液を調製し得、その後混合液に対して還元剤溶液を加え、十分に反応した後さらにポリビニルピロリドンを加え、撹拌して金属Mナノ顆粒コロイドを得、Mが金属ナノ顆粒を表し、金、銀、プラチナ、及びパラジウムのうちのいずれか1種または2種から選ばれる、金属Mナノ顆粒コロイドを調製するステップと、
一般式(In1−xRex)BO3における各元素の化学量論比に基づいてIn(NO3)3、Re(NO3)3及びホウ素のソースとなる化合物を秤取してエタノール溶液に加え、溶解・混合して、(In1−xRex)BO3のエタノール混合溶液を調製し得、式中、0<x≦0.5、Reは希土類元素で、ReはTm、Tb、Eu、Sm、Gd、Dy及びCeのうちの1種または2種である、(In1−xRex)BO3溶液を調製するステップと、
一般式(In1−xRex)BO3:zMにおけるMのモル比zに基づいて、前記得た金属Mナノ顆粒コロイドを前記(In1−xRex)BO3のエタノール混合溶液に加え、75℃〜90℃温度下で水浴加熱し、加熱乾燥して前駆体を得、前駆体を事前焼成処理し、焼成処理を行い、冷却して研磨して、ホウ酸塩基発光材料を得、式中、zはMと(In1−xRex)BO3とのモル比、0<z≦1×10−2である、(In1−xRex)BO3:zM発光材料を調製するステップと、を含む、ホウ酸塩基発光材料の調製方法。 - 前記金属Mナノ顆粒コロイドを調製するステップにおいて、前記金属M化合物は硝酸銀、クロロ金酸、塩化白金酸、塩化パラジウムのうちの1種または2種、前記溶剤は水とエタノールとの混合溶剤、前記助剤はポリビニルピロリドン、クエン酸ナトリウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム、及びラウリルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも1種であり、前記還元剤溶液において、還元剤はヒドラジン水和物、アスコルビン酸、及び水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項2に記載のホウ酸塩基発光材料の調製方法。
- 前記助剤の添加量が、それの最終に得た金属Mナノ顆粒コロイドにおける含有量を1.5×10−4g/mL〜2.1×10−3g/mLにし、前記還元剤溶液において、還元剤の含有量は1×10−3mol/L〜1×10−2mol/Lである、ことを特徴とする請求項2に記載のホウ酸塩基発光材料の調製方法。
- 前記金属Mナノ顆粒コロイドを調製するステップにおいて、前記還元剤と前記金属M化合物とのモル比は1.2:1〜4.8:1である、ことを特徴とする請求項2に記載のホウ酸塩基発光材料の調製方法。
- 前記(In1−xRex)BO3溶液を調製するステップにおいて、前記ホウ素のソースとなる化合物はホウ酸またはホウ酸エステルである、ことを特徴とする請求項2に記載のホウ酸塩基発光材料の調製方法。
- 前記ホウ素のソースとなる化合物がホウ酸であった場合、さらにクエン酸一水和物を添加するステップを含み、前記クエン酸一水和物と前記Reとのモル比が1〜3:1である、ことを特徴とする請求項6に記載のホウ酸塩基発光材料の調製方法。
- 前記(In1−xRex)BO3:zM発光材料を調製するステップにおいて、前記事前焼成処理は、前記前駆体を300℃〜800℃の温度下で2時間〜7時間事前焼成することである、ことを特徴とする請求項2に記載のホウ酸塩基発光材料の調製方法。
- 前記(In1−xRex)BO3:zM発光材料を調製するステップにおいて、前記焼成処理は、800℃〜1300℃の温度下で、空気環境または還元雰囲気下で、2時間〜6時間焼成することである、ことを特徴とする請求項2に記載のホウ酸塩基発光材料の調製方法。
- 請求項1に記載のホウ酸塩基発光材料の電界放出ディスプレイ素子または光源における使用。
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