PL227243B1 - Sposób wytwarzania luminoforu ze zwiazków chemicznych zawierajacych cyrkon oraz luminofor o wzmocnionej intensywnosci swiecenia - Google Patents

Sposób wytwarzania luminoforu ze zwiazków chemicznych zawierajacych cyrkon oraz luminofor o wzmocnionej intensywnosci swiecenia

Info

Publication number
PL227243B1
PL227243B1 PL411832A PL41183215A PL227243B1 PL 227243 B1 PL227243 B1 PL 227243B1 PL 411832 A PL411832 A PL 411832A PL 41183215 A PL41183215 A PL 41183215A PL 227243 B1 PL227243 B1 PL 227243B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
water
soluble
compounds
iodine
bromine
Prior art date
Application number
PL411832A
Other languages
English (en)
Other versions
PL411832A1 (pl
Inventor
Jarosław Kaszewski
Marek Godlewski
Original Assignee
Inst Fizyki Polskiej Akademii Nauk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Fizyki Polskiej Akademii Nauk filed Critical Inst Fizyki Polskiej Akademii Nauk
Priority to PL411832A priority Critical patent/PL227243B1/pl
Publication of PL411832A1 publication Critical patent/PL411832A1/pl
Publication of PL227243B1 publication Critical patent/PL227243B1/pl

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania luminoforów ze związków chemicznych zawierających cyrkon oraz luminofor o wzmocnionej intensywności świecenia.
Globalne zapotrzebowanie na energooszczędne źródła światła sprawia, że prowadzone są badania nad nowymi materiałami, zwłaszcza nad materiałami półprzewodnikowymi do tego typu zastosowań. Szczególne miejsce pośród półprzewodników zajmują tlenki metali przejściowych oraz lantanowców, które charakteryzują się szeroką przerwą wzbronioną. Ze względu na swoje właściwości, szczególnie atrakcyjne są takie tlenki jak: ZnO, CuO, SnO2, NiO.
Doskonałymi materiałami do zastosowania w źródłach światła widzialnego są także tlenki skandowców i tytanowców (z 3 i 4 grupy układu okresowego), ponieważ charakteryzują się wysoką temperaturą topnienia, dużą odpornością chemiczną i mechaniczną oraz niską absorpcją w zakresie widzialnym ale poziom intensywności luminescencji nie jest w nich zadawalający. Dlatego też prowadzone są prace mające na celu podwyższenie poziomu intensywności ich świecenia.
Z publikacji: Fidelus J.D., Yatsunenko S., Godlewski M., Paszkowicz W., Werner-Malento E., Łojkowski W., Scripta Materialia, 61, 2009, 415-418 znany jest sposób wzmocnienia luminescencji w ZrO2 domieszkowanym prazeodymem poprzez współdomieszkowanie Y2O3.
Natomiast z publikacji: Chen L., Liu Y., Li Y., Journal of Alloys and Compounds, 381, 2004, 266-271 znany jest sposób wytwarzania luminoforu ZrO2:Eu, w którym użyto związek chemiczny zawierający brom. W sposobach tych dodawano w procesie produkcji luminoforu ZrO2:Eu związku bromu CTAB (bromek heksadecylotrimetyloamonu) jako środka powierzchniowo czynnego.
Z kolei w publikacji: N. Shiran, A. Gektin, Y. Boyarintseva, S. Vasyukov, A. Boyarintsev, V. Pedash,
S. Tkachenko, O. Zelenskaya, D. Zosim, Optical Materials 32 (2010) 1345-1348, opisano sposób wytwarzania luminoforów zawierających jodki lub bromki metali I i II grupy domieszkowanych lantanowcami.
Znane luminofory emitują promieniowanie w zakresie widzialnym, natomiast wykazują one niskie intensywności luminescencji, są rozpuszczalne w wodzie i mają niską odporność termiczną co znacznie ogranicza możliwości szerokiego ich wykorzystania.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania luminoforu o podwyższonej intensywności luminescencji, który oprócz wysokiej intensywności świecenia, charakteryzowałby się odpornością chemiczną i termiczną, niską toksycznością i byłby nierozpuszczalny w wodzie oraz taki luminofor.
W sposobie według wynalazku luminofor wytwarza się ze związków chemicznych zawierających cyrkon. W sposobie tym, najpierw sporządza się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków chemicznych zawierających cyrkon oraz co najmniej jeden lantanowiec, w ilości do 20% molowych w stosunku do sumy jonów metali. Następnie uzyskaną mieszaninę poddaje się procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo, który prowadzi się przez czas krótszy niż 200 godzin. W sposobie tym, przed lub po procesie solwotermalnym dodaje się również związek zawierający brom i/lub jod w takiej ilości aby stężenie molowe jonów bromu i/lub jodu w relacji do sumy jonów metali było mniejsze niż 30%.
W jednym wariancie tego sposobu, procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo poddaje się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków cyrkonu, oraz rozpuszczalnych w wodzie związków lantanowców, korzystnie takich jak: Tb i/lub Pr i/lub Eu i związek jodu i/lub bromu rozpuszczony w wodzie, korzystnie jodek lub bromek amonu.
W drugim wariancie sposobu procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo poddaje się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków cyrkonu, rozpuszczalnych w wodzie związków lantanowców, korzystnie takich jak: Tb i/lub Pr i/lub Eu i oraz domieszki stabilizującej w postaci rozpuszczalnych w wodzie związków takich pierwiastków jak: Sc, i/lub Y, i/lub La, i/lub Mg, i/lub Ca a także związek jodu i/lub bromu rozpuszczony w wodzie, korzystnie jodek lub bromek amonu.
W trzecim wariancie sposobu procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo poddaje się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków cyrkonu, oraz rozpuszczalnych w wodzie związków lantanowców, korzystnie takich jak: Tb i/lub Pr i/lub Eu, a po zakończeniu procesu solwotermalnego do otrzymanego produktu dodaje się związki bromu i/lub jodu, korzystnie bromek lub jodek amonu i wygrzewa się przez co najmniej 1 minutę w temperaturze wyższej niż 200°C.
W czwartym wariancie sposobu procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo poddaje się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków cyrkonu, oraz rozpuszczalnych w wodzie związków lantanowców, korzystnie takich jak: Tb i/lub Pr i/lub Eu oraz domieszki stabilizującej w postaci rozpuszczalnych w wodzie związków takich pierwiastków jak Sc, i/lub Y, i/lub La, i/lub Mg,
PL 227 243 B1 i/lub Ca, a po zakończeniu procesu solwotermalnego do otrzymanego produktu dodaje się związki bromu i/lub jodu, korzystnie bromek lub jodek amonu i wygrzewa się przez co najmniej 1 minutę w temperaturze wyższej niż 200°C.
Luminofor według wynalazku zawiera ditlenek cyrkonu w ilości większej niż 60% molowych w stosunku do sumy jonów metali, co najmniej jeden lantanowiec, korzystnie Tb i/lub Pr i/lub Eu, w ilości do 20% molowych względem sumy jonów metali oraz brom i/lub jod, przy czym zawartość bromu i/lub jodu jest mniejsza niż 30% mol. względem sumy jonów metali. Ponadto luminofor ten może zawierać domieszki stabilizujące, korzystnie Sc, i/lub Y, i/lub La, i/lub Mg, i/lub Ca w ilości do 20% mol.
Otrzymany sposobem według wynalazku luminoforu charakteryzuje się podwyższoną intensywnością świecenia, jest odporny chemicznie i termicznie (wytrzymuje temp. ~2500°C), ma niską toksyczność i nie jest rozpuszczalny w wodzie.
Sposób według wynalazku zostanie objaśniony na czterech przykładach wykonania zilustrowanych rysunkiem.
P r z y k ł a d I
W wodzie destylowanej rozpuszczono 1 g azotanu europu, 12 g azotanu cyrkonylu, 1 g azotanu itru oraz 1 g jodku amonu. Zmieniono pH roztworu do wartości, w której nastąpiło wytrącenie osadu, poprzez dodatek wody amoniakalnej, w sposób nagły. Osad wraz z roztworem macierzystym umieszczano w naczyniu reaktora solwotermalnego mikrofalowego. W reaktorze mieszaninę poddawano procesowi solwotermalnemu (mikrofalowemu) przez okres 2 godzin w ciśnieniu 10 MPa. Powstały osad wypłukano oraz suszono do uzyskania suchego materiału, który mielono do uzyskania proszku, po czym poddawano go kalcynacji w temperaturze 1000°C przez 2 godziny w atmosferze powietrza.
Uzyskano luminofor o składzie: tlenek cyrkonu (ZrO2) - 87,71% mol., europ (Eu) - 5,8% mol., itr (Y) 6,49% mol. oraz zawierający jod w ilości 8,57% mol. względem jonów metali.
P r z y k ł a d II
Sposób jak w przykładzie I, z tym, że w wodzie destylowanej rozpuszcza się 0,1 g jodku europu (EuI3), 12 g azotanu cyrkonylu, 0,1 g jodku itru (YI3).
Uzyskano luminofor o składzie: tlenek cyrkonu (ZrO2) - 98,87% mol., europ (Eu) - 0,53% mol., itr (Y) 0,60% mol., zawierający jod w ilości 3,36% mol. względem jonów metali.
P r z y k ł a d III
Do wody destylowanej wprowadzono 260 g azotanu cyrkonylu, 2 g bromku prazeodymu (PrBr3) oraz 22 g azotanu (V) magnezu. Zmieniono pH roztworu do wartości, w której nastąpiło wytrącenie osadu, poprzez dodatek wody amoniakalnej w ciągu 30 minut. Osad oddzielono od roztworu macierzystego poprzez filtrację pod zmniejszonym ciśnieniem oraz wypłukano wodą destylowaną, następnie umieszczono w naczyniu reaktora solwotermalnego mikrofalowego. Mieszaninę w postaci osadu poddawano procesowi solwotermalnemu (mikrofalowemu) przez okres 8 godzin w ciśnieniu 1,5 MPa. Powstały osad poddano suszeniu.
Uzyskano luminofor o składzie: tlenek cyrkonu (ZrO2) - 89,36% mol., magnez (Mg) - 10,03% mol., prazeodym (Pr) 0,61% mol., zawierający brom w ilości 1,84% mol. względem jonów metali.
P r z y k ł a d IV
W wodzie destylowanej rozpuszczono 260 g azotanu (V) cyrkonylu, 12 g azotanu (V) lantanu oraz 3 g azotanu (V) terbu. Zmieniono pH roztworu do wartości, w której nastąpiło wytrącenie osadu, poprzez dodatek wody amoniakalnej w ciągu 60 minut. Osad wraz z roztworem macierzystym umieszczono w naczyniu reaktora solwotermalnego mikrofalowego. Mieszaninę poddawano procesowi solwotermalnemu (mikrofalowemu) przez okres 20 minut w ciśnieniu 15 MPa. Powstały osad poddano suszeniu i ucierano na proszek w moździerzu, następnie poddano impregnacji w wodnym roztworze bromku amonu powstałym poprzez rozpuszczenie 12 g bromku amonu w 500 ml wody destylowanej. Po odparowaniu wody mieszaninę poddano kalcynacji w temperaturze 1200°C przez 2 godziny. Uzyskano luminofor o składzie: tlenek cyrkonu (ZrO2) - 95,67% mol., domieszka stabilizująca - lantan (La) - 3,47% mol., aktywator luminescencji - terb (Tb) 0,86% mol., zawierający brom w ilości 15,32% mol. względem jonów metali.

Claims (7)

1. Sposób wytwarzania luminoforu ze związków chemicznych zawierających cyrkon, znamienny tym, że sporządza się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków chemicznych zawierających cyrkon oraz co najmniej jeden lantanowiec, w ilości do 20% molowych w stosunku do sumy jonów metali, a następnie uzyskaną mieszaninę poddaje się procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo, który prowadzi się przez czas krótszy niż 200 godzin oraz dodaje się związek zawierający brom i/lub jod w takiej ilości aby stężenie molowe jonów bromu lub jodu w relacji do sumy jonów metali było mniejsze niż 30%.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo poddaje się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków cyrkonu, oraz rozpuszczalnych w wodzie związków lantanowców, korzystnie Tb i/lub Pr i/lub Eu i związek jodu i/lub bromu rozpuszczony w wodzie, korzystnie jodek lub bromek amonu.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo poddaje się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków cyrkonu, rozpuszczalnych w wodzie związków lantanowców, korzystnie Tb i/lub Pr i/lub Eu oraz rozpuszczalnych w wodzie związków zawierających domieszkę stabilizującą, korzystnie związków Sc, i/lub Y, i/lub La, i/lub Mg, i/lub Ca i związek jodu i/lub bromu rozpuszczony w wodzie, korzystnie jodek lub bromek amonu.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo poddaje się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków cyrkonu, oraz rozpuszczalnych w wodzie związków lantanowców, korzystnie Tb i/lub Pr i/lub Eu, a po zakończeniu procesu solwotermalnego do otrzymanego produktu dodaje się związek bromu i/lub jodu, korzystnie bromek lub jodek amonu i wygrzewa się przez co najmniej 1 minutę w temperaturze wyższej niż 200°C.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że procesowi solwotermalnemu wspomaganemu mikrofalowo poddaje się mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie związków cyrkonu, rozpuszczalnych w wodzie związków lantanowców, korzystnie Tb i/lub Pr i/lub Eu oraz rozpuszczalnych w wodzie związków zawierających domieszkę stabilizującą, korzystnie związków Sc, i/lub Y, i/lub La, i/lub Mg, i/lub Ca, a po zakończeniu procesu solwotermalnego do otrzymanego produktu dodaje się związek bromu i/lub jodu, korzystnie bromek lub jodek amonu i wygrzewa się przez co najmniej 1 minutę w temperaturze wyższej niż 200°C.
6. Luminofor o wzmocnionej intensywności świecenia znamienny tym, że zawiera ditlenek cyrkonu w ilości większej niż 60% molowych w stosunku do sumy jonów metali, co najmniej jeden lantanowiec, korzystnie Tb i/lub Pr i/lub Eu, w ilości do 20% molowych w stosunku do sumy jonów metali oraz brom i/lub jod, przy czym zawartość bromu i/lub jodu jest mniejsza niż 30% mol. względem sumy jonów metali.
7. Luminofor według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera także domieszkę stabilizującą, korzystnie Sc, i/lub Y, i/lub La, i/lub Mg, i/lub Ca w ilości do 20% molowych w stosunku do sumy jonów metali.
PL411832A 2015-03-31 2015-03-31 Sposób wytwarzania luminoforu ze zwiazków chemicznych zawierajacych cyrkon oraz luminofor o wzmocnionej intensywnosci swiecenia PL227243B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL411832A PL227243B1 (pl) 2015-03-31 2015-03-31 Sposób wytwarzania luminoforu ze zwiazków chemicznych zawierajacych cyrkon oraz luminofor o wzmocnionej intensywnosci swiecenia

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL411832A PL227243B1 (pl) 2015-03-31 2015-03-31 Sposób wytwarzania luminoforu ze zwiazków chemicznych zawierajacych cyrkon oraz luminofor o wzmocnionej intensywnosci swiecenia

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL411832A1 PL411832A1 (pl) 2016-10-10
PL227243B1 true PL227243B1 (pl) 2017-11-30

Family

ID=57046722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL411832A PL227243B1 (pl) 2015-03-31 2015-03-31 Sposób wytwarzania luminoforu ze zwiazków chemicznych zawierajacych cyrkon oraz luminofor o wzmocnionej intensywnosci swiecenia

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL227243B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL411832A1 (pl) 2016-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guo et al. Controlling and revealing the trap distributions of Ca6BaP4O17: Eu2+, R3+ (R= Dy, Tb, Ce, Gd, Nd) by codoping different trivalent lanthanides
Qiao et al. Coprecipitation synthesis, structure and photoluminescence properties of Eu3+-doped sodium barium borate
Xu et al. Solid-state synthesis of cesium manganese halide nanocrystals in glass with bright and broad red emission for white LEDs
Zhang et al. Facile solution synthesis of Bi 3+/Yb 3+ ions co-doped Cs 2 Na 0.6 Ag 0.4 InCl 6 double perovskites with near-infrared emission
Xing et al. A novel red-emitting La 2 CaHfO 6: Mn 4+ phosphor based on double perovskite structure for pc-WLEDs lighting
Liu et al. Sm3+-activated Y2Mo4O15 red-emitting microparticles with admirable luminescent performance for indoor illumination
Nara et al. Efficient resonant energy transfer in (Ce3+, Tb3+)-codoped CaCO3 green phosphor
JP6985147B2 (ja) 保護層を有する蛍光体粒子および保護層を有する蛍光体粒子の製造方法
Ma et al. Regulation of red to near-infrared emission in Mn 2+ single doped magnesium zinc phosphate solid-solution phosphors by modification of the crystal field
Chen et al. Negative and positive thermal expansion effects regulate the upconversion and near-infrared downshift luminescence for multiparametric temperature sensing
Silva et al. X-ray excited optical luminescence changes induced by excess/deficiency lithium ions in rare earth doped LiAl5O8
Durugkar et al. Novel photoluminescence properties of Eu3+ doped chlorapatite phosphor synthesized via sol-gel method
Li et al. Multispectral tunability in single Eu 2+-doped (Ba, Sr) 5 (PO 4) 3 Br phosphor
Singh et al. Optical Studies of Erbium and Ytterbium Doped Gd_2Zr_2O_7 Phosphor for Display and Optical Communication Applications
Rodrigues et al. Luminescence investigation of Dy2O2S and Dy2O2SO4 obtained by thermal decomposition of sulfate hydrate
Tamura et al. Red persistent luminescence excited by visible light in CaS: Eu2+, Tm3+
Rao et al. Bi 3+ and Sm 3+ co-doped Cs 2 AgInCl 6 perovskite microcrystals with co-enhancement of fluorescence emission
Zhou et al. Mn 4+ doped fluorotitanate phosphors: synthesis, optical properties and application in LED devices
Hua et al. Ingredient regulation engineering of samarium (III)-activated double-perovskite niobate matrices
Jing et al. Effects of Eu3+ sites on photoluminescence in Ba2Ln (BO3) 2Cl (Ln= Gd, Y) hosts
RU2613994C1 (ru) Способ получения легированного алюмоиттриевого граната
CN101842462A (zh) 发光化合物
Nagaoka et al. High energy transfer efficiency in photoluminescence of (Ce3+, Tb3+)-codoped NaCl green phosphor
Liao et al. Sol-gel synthesis and optical temperature sensing behavior of double-perovskite Gd2ZnTiO6: Yb3+/Er3+ Phosphors
Lee et al. Red emission properties of (Y, M) NbO4: Eu3+(M: Al, Ga) phosphors under near-UV excitation