RU2725796C1 - Способ получения композитного материала, обладающего высоким уровнем флуоресценции под действием электромагнитного излучения видимого диапазона - Google Patents

Способ получения композитного материала, обладающего высоким уровнем флуоресценции под действием электромагнитного излучения видимого диапазона Download PDF

Info

Publication number
RU2725796C1
RU2725796C1 RU2020104028A RU2020104028A RU2725796C1 RU 2725796 C1 RU2725796 C1 RU 2725796C1 RU 2020104028 A RU2020104028 A RU 2020104028A RU 2020104028 A RU2020104028 A RU 2020104028A RU 2725796 C1 RU2725796 C1 RU 2725796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melamine
composite material
aluminum oxide
high level
electromagnetic radiation
Prior art date
Application number
RU2020104028A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Борисович Богомолов
Марат Фатыхович Булатов
Павел Валентинович Зинин
Валентин Александрович Кутвицкий
Сергей Алексеевич Кулаков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН)
Priority to RU2020104028A priority Critical patent/RU2725796C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2725796C1 publication Critical patent/RU2725796C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/64—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химической и электронной промышленности, а также к медицине и может быть использовано при производстве флуоресцентных пигментов, светодиодов, лазеров, медицинских зондов. В реакционную зону помещают смесь меламина и оксида алюминия при соотношении их масс 1:3. Затем проводят термическое разложение меламина в присутствии оксида алюминия при 500°С в течение 3 ч с последующим охлаждением. Полученный композитный материал, представляющий собой оксид алюминия, на который нанесена однородная, механически прочная, электропроводящая плёнка нитрида углерода, обладает высоким уровнем флуоресценции под действием электромагнитного излучения видимого диапазона. Изобретение обеспечивает повышение выхода целевого продукта, обладающего также термической и химической стабильностью, в котором отсутствуют вредные примеси, и упрощение способа его получения за счёт исключения оборудования для вакуумирования и продувки. 3 ил., 3 пр.

Description

Изобретение относится к методу получения композитного материала на основе нитрида углерода и оксида алюминия, обладающего высоким уровнем флуоресценции, и может использоваться в различных областях оптической техники: производстве светодиодов, медицинских зондов и лазеров, а также при изготовлении флуоресцентных пигментов.
Известен способы получения нитрида углерода путём термического разложения роданида щелочного металла в вакуумированной герметизированной камере [патент РФ №2288170 от 16.02.2005] и использующий тоже сырье способ [патент РФ №2425799 от 10.08.2011].
Недостатком указанных способов является использование дорогого и не экологичного сырья и необходимость специального реактора, что приводит к удорожанию конечного продукта, а также сопутствующему образованию побочных продуктов, удаление которых увеличивает многостадийность процесса. Конечный продукт не обладает способностью к флуоресценции.
Наиболее близким техническим решением является способ, представленный в статье [Yuanhao Zhang, Synthesis and luminescence mechanism of multicolor-emitting g-C3N4 nanopowders by low temperature thermal condensation of melamine, 2013]. Меламин помещают в кварцевый реактор, который непрерывно продувается азотом, и выдерживают при температуре 300-650оС 2-4 ч.
Недостатками существующего способа являются малый выход целевого продукта из-за постоянной продувки.
Техническим результатом заявленного изобретения является возможность обеспечения 73% выхода целевого продукта (композитного материала), обладающего аномальными показателями флуоресценции в видимом диапазоне под действием электромагнитного излучения видимого диапазона. При возбуждении волной, имеющей длину 532 nm, диапазон излучения составляет от 500 до 750 nm. При возбуждении волной имеющей длину 405 nm, диапазон излучения составляет от 410 до 750 nm.
Данный технический результат достигается за счет того, что при осуществлении способа получения композита, обладающего высоким уровнем флуоресценции, термическое разложение меламина проводят в присутствии оксида алюминия в соотношении 1:3 (одна масса оксида алюминия к трем массам меламина) в тигле при температуре 500 оС в течение 3 ч с последующим охлаждением при комнатной температуре.
Преимуществами данного способа являются: низкая стоимость сырья на рынке и его доступность; установка, которая не предполагает вакуумирования и продувки; отсутствие вредных примесей.
Изобретение относится к методу синтеза. Изобретение относится к легкому и экономически целесообразному способу получения композита на основе g-C3N4, имеющего молярное отношение углерода к азоту 3:4, путем элиминирования меламина (1, 3, 5-триазин-2, 4, 6-триамин) в присутствии оксида алюминия (AL2O3). При температуре 500оС от молекулы меламина отщепляются атомные группы NH3 без замены их другими, при этом оксид алюминия остается инертным в данных условиях и обволакивается нитридом углерода, который представляет собой плёнку, сходную по свойствам с графитом. В результате получается композитный материал, который имеет высокие флуоресцентные характеристики, а также высокую термическую и химическую стабильность.
Полученные композиты из нитрида углерода обладают исключительными флуоресцентными свойствами и имеют широкое применение.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами
Пример 1
Навеску меламина сушат при температуре 100°С в течение 2 часов, после перетирают в агатовой ступке в течение 30 минут и добавляют навеску оксида алюминия в соотношении масс 1:1. После смесь размещалась тигле и перемешивалась. Тигель переносился в разогретую до 500°С печь и выдерживался там в течение 3 часов. Спектр люминесценции композитного материала при возбуждении волной, имеющей длину 532 nm, и при соотношении массы 1:1 оксида алюминия к меламину при синтезе представлен на Фиг. 1.
Пример 2
Навеску меламина сушат при температуре 100°С в течение 2 часов, после перетирают в агатовой ступкие в течение 30 минут и добавляют навеску оксида алюминия в соотношении масс 1:2 (одна часть AL2O3 к 2 частям меламина). После смесь размещалась тигле и перемешивалась. Тигель переносился в разогретую до 500°С печь и выдерживался там в течение 3 часов. Спектр люминесценции композитного материала при возбуждении волной, имеющей длину 532 nm, и при соотношении массы 1:2 оксида алюминия к меламину при синтезе представлен на Фиг. 2.
Пример 3
Навеску меламина сушат при температуре 100°С в течение 2 часов, после перетирают в агатовой ступке в течение 30 минут и добавляют навеску оксида алюминия в соотношении масс 1:3 (одна часть AL2O3 к 3 частям меламина). После смесь размещалась тигле и перемешивалась. Тигель переносился в разогретую до 500°С печь и выдерживался там в течение 3 часов. Спектр люминесценции композитного материала при возбуждении волной, имеющей длину 532 nm, и при соотношении массы 1:3 оксида алюминия к меламину при синтезе представлен на Фиг. 3.
Образцы имеют различное количество оксида алюминия, интенсивность флюоресценции и однородность. Так, образец, полученный в примере 3, обладает наибольшей интенсивно флюоресценции и имеет мелкодисперсную однородную структуру.

Claims (1)

  1. Способ получения композитного материала, обладающего высоким уровнем флуоресценции под действием электромагнитного излучения видимого диапазона, осуществляемый с использованием нитрида углерода и оксида алюминия, причём нитрид углерода получен путем термического разложения меламина в одной реакционной зоне с оксидом алюминия, получение композита осуществляется на воздухе при соотношении массы меламина к оксиду алюминия 1:3 при температуре 500°С в течение 3 ч с последующим охлаждением при комнатной температуре.
RU2020104028A 2020-01-30 2020-01-30 Способ получения композитного материала, обладающего высоким уровнем флуоресценции под действием электромагнитного излучения видимого диапазона RU2725796C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020104028A RU2725796C1 (ru) 2020-01-30 2020-01-30 Способ получения композитного материала, обладающего высоким уровнем флуоресценции под действием электромагнитного излучения видимого диапазона

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020104028A RU2725796C1 (ru) 2020-01-30 2020-01-30 Способ получения композитного материала, обладающего высоким уровнем флуоресценции под действием электромагнитного излучения видимого диапазона

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2725796C1 true RU2725796C1 (ru) 2020-07-06

Family

ID=71510218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020104028A RU2725796C1 (ru) 2020-01-30 2020-01-30 Способ получения композитного материала, обладающего высоким уровнем флуоресценции под действием электромагнитного излучения видимого диапазона

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2725796C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758946C1 (ru) * 2021-03-23 2021-11-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН Способ получения композитного фотокатализатора на основе нитрида углерода и диоксида титана активным под действием электромагнитного излучения видимого и ультрафиолетового диапазона
RU2780382C1 (ru) * 2022-03-17 2022-09-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) Светодиод белого света с композитным люминофором

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288170C2 (ru) * 2005-02-16 2006-11-27 Карбодеон Лтд Ой Способ получения нитрида углерода
RU2425799C2 (ru) * 2006-07-13 2011-08-10 Карбодеон Лтд Ой Способ получения нитрида углерода
US20170232427A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-17 The George Washington University Doped graphitic carbon nitrides, methods of making and uses of the same
US20170361376A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-21 Baker Hughes Incorporated Hybrid Fluorescence Magnetic Core-Shell Nanoparticles for Use in Oil and Gas Applications
RU2690810C1 (ru) * 2018-10-05 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) Способ получения нитрида углерода, обладающего аномально высоким уровнем флуоресценции под действием лазерного излучения видимого диапазона

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288170C2 (ru) * 2005-02-16 2006-11-27 Карбодеон Лтд Ой Способ получения нитрида углерода
RU2425799C2 (ru) * 2006-07-13 2011-08-10 Карбодеон Лтд Ой Способ получения нитрида углерода
US20170232427A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-17 The George Washington University Doped graphitic carbon nitrides, methods of making and uses of the same
US20170361376A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-21 Baker Hughes Incorporated Hybrid Fluorescence Magnetic Core-Shell Nanoparticles for Use in Oil and Gas Applications
RU2690810C1 (ru) * 2018-10-05 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) Способ получения нитрида углерода, обладающего аномально высоким уровнем флуоресценции под действием лазерного излучения видимого диапазона

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ROBERTO C. DANTE et al. Synthesis of graphytic carbon nitride by reaction of melamine and uric acid, Mater. Chem. and Phys., 2011, v. 130, Issue 3, p.p. 1094-1102. *
YUANHAO ZHANG et al. Synthesis and luminescence mechanism of multicolor-emitting g-C3N4 nanpowders by low temperature thermal condensation of melamine, Sci. Reports, 2013, v. 3, no. 6. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758946C1 (ru) * 2021-03-23 2021-11-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН Способ получения композитного фотокатализатора на основе нитрида углерода и диоксида титана активным под действием электромагнитного излучения видимого и ультрафиолетового диапазона
RU2780382C1 (ru) * 2022-03-17 2022-09-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) Светодиод белого света с композитным люминофором
RU2791361C1 (ru) * 2022-05-19 2023-03-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Способ получения фотокатализатора реакции разложения воды на основе молекулярно-допированного нитрида углерода

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yuan et al. High-yield synthesis and optical properties of gC 3 N 4
Ogi et al. Kinetics of nitrogen-doped carbon dot formation via hydrothermal synthesis
Martín-Ramos et al. Novel erbium (III) fluorinated β-diketonate complexes with N, N-donors for optoelectronics: from synthesis to solution-processed devices
Larach et al. Multiband luminescence in boron nitride
RU2725796C1 (ru) Способ получения композитного материала, обладающего высоким уровнем флуоресценции под действием электромагнитного излучения видимого диапазона
Massue et al. An extended excited-state intramolecular proton transfer (ESIPT) emitter for random lasing applications
Gan et al. Enhanced piezoluminescence in non-stoichiometric ZnS: Cu microparticle based light emitting elastomers
Zou et al. Heterogeneous oxysulfide@ fluoride core/shell nanocrystals for upconversion-based nanothermometry
RU2690810C1 (ru) Способ получения нитрида углерода, обладающего аномально высоким уровнем флуоресценции под действием лазерного излучения видимого диапазона
Yang et al. High thermal stability phosphor: Red-emitting LiBaPO4: Sm3+
JP2008101094A (ja) 蛍光材料の製造方法
Loi et al. One‐pot synthesis of carbon dots using two different acids and their respective unique photoluminescence property
Tian et al. Improving persistent luminescence in pressure-tuned CsPbBr 3 nanocrystals by Ce 3+ doping
Lapina et al. Spectroscopic properties of polycrystals of supramolecular europium complexes with bathophenanthroline
Maya Paracyanogen reexamined
Szymański et al. Optical and structural investigation of dysprosium doped-Y2Te4O11
Yılmaz et al. Structural, photo, optical and thermal luminescent properties of beta barium metaborate
Mochalov et al. Plasma-chemical synthesis of ytterbium doped As–S thin films
WO2016208563A1 (ja) 導電性マイエナイト型化合物の製造方法
Martın-Ramos et al. Novel erbium (III) fluorinated b-diketonate complexes with N, N-donors for optoelectronics: from synthesis to solution-processed devices
Beri et al. Highly photoluminescent and stable silicon nanocrystals functionalized via microwave-assisted hydrosilylation
Freitas Jr et al. Properties of Bulk AlN grown by thermodecomposition of AlCl 3⋅ NH 3
Jadhav et al. 1, 2, 3-Selenadiazole-driven single family MSNCs of CdSe
Shunkeyev et al. Exciton-like luminescence of KCl matrix under thermoelastic, local and uniaxial deformation
Rahate et al. Photoluminescence studies and synthesis of KSrPO4: Ce3+, Eu3+ blue and orange-red emitting phosphor