RU2802301C1 - Photoactive luminescent material - Google Patents
Photoactive luminescent material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802301C1 RU2802301C1 RU2022129011A RU2022129011A RU2802301C1 RU 2802301 C1 RU2802301 C1 RU 2802301C1 RU 2022129011 A RU2022129011 A RU 2022129011A RU 2022129011 A RU2022129011 A RU 2022129011A RU 2802301 C1 RU2802301 C1 RU 2802301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- zno
- photoactive
- ability
- cuo
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому материаловедению и может быть использовано в оптическом приборостроении в качестве материала для фотогенерации химически активного кислорода и люминесцентных даун-конверторов УФ-излучения. The invention relates to optical materials science and can be used in optical instrumentation as a material for photogeneration of reactive oxygen and luminescent down converters of UV radiation.
Известен «Материал для конверсии вакуумного ультрафиолетового излучения в излучение видимого диапазона в виде аморфной пленки оксида кремния SiO2Sx на кремниевой подложке» (Патент РФ 2584205, МПК C09K 11/59, C09K 11/56, C23C 14/48, , B82B 3/00, дата приоритета 10.06.2014, опубл. 20.05 2016). В этом патенте описан материал для конверсии вакуумного ультрафиолетового излучения в излучение видимого диапазона в виде аморфной пленки оксида кремния SiOS характеризуется тем, что толщина аморфной пленки оксида кремния SiOS составляет 20-70 нм, а ионы кислорода содержатся в количестве, при котором стехиометрический коэффициент «х» находится в пределах от 0,01 до 0,45. Существенным недостатком материала, описанного в этом патенте, является отсутствие его способности к фотогенерации химически активного кислорода, что определяет быстрое загрязнение его поверхности и снижение эффективности люминесцентной даун-конверсии излучения.Known "Material for the conversion of vacuum ultraviolet radiation into visible radiation in the form of an amorphous film of silicon oxide SiO 2 S x on a silicon substrate" (RF Patent 2584205, IPC C09K 11/59, C09K 11/56, C23C 14/48, , B82B 3 /00, priority date 06/10/2014, published 05/20/2016). This patent describes a material for converting vacuum ultraviolet radiation into visible radiation in the form of an amorphous film of silicon oxide SiOS characterized in that the thickness of the amorphous film of silicon oxide SiOS is 20-70 nm, and oxygen ions are contained in an amount at which the stoichiometric coefficient "x » is in the range from 0.01 to 0.45. A significant drawback of the material described in this patent is the lack of its ability to photogenerate reactive oxygen, which determines the rapid contamination of its surface and a decrease in the efficiency of luminescent down-conversion of radiation.
Известен люминесцентный конвертер излучения, описанный в работе (Lin H., Chen D., Yu Y., Zhang R., Wang Y., Molecular-like Ag clusters sensitized near-infrared down-conversion luminescence in oxyfluoride glasses for broadband spectral modification. Applied Physics Letters. 2013. V.103. 091902), представляет собой фторсиликатное стекло, содержащее редкоземельные ионы (Yb3+, Tb3+) и молекулярные кластеры серебра. Описанный в этой работе конвертор способен эффективно преобразовывать УФ-излучение в свет видимого и ближнего инфракрасного спектрального диапазонов. В работе (Enrichi F., Cattaruzza E., Finotto T., Riello P., Righini G.C., Trave E., Vomiero A., Ag-sensitized NIR-emitting Yb3+-doped glass ceramics. Applied Sciences. 2020.V.10. 2184.) предложен люминесцентный конвертер излучения, преобразующий УФ-излучение в излучение ближней инфракрасной области. Этот конвертер представляет собой стеклокристаллический материал, содержащий серебро и ионы Yb3+. Недостатком данного материала, является отсутствие бактерицидных свойств, что приводит к загрязнению его поверхности и снижению эффективности люминесцентной даун-конверсии излучения. A luminescent radiation converter is known, described in (Lin H., Chen D., Yu Y., Zhang R., Wang Y., Molecular-like Ag clusters sensitized near-infrared down-conversion luminescence in oxyfluoride glasses for broadband spectral modification. Applied Physics Letters. 2013. V.103. 091902) is a fluorosilicate glass containing rare earth ions (Yb 3+ , Tb 3+ ) and silver molecular clusters. The converter described in this paper is capable of efficiently converting UV radiation into light in the visible and near infrared spectral ranges. In (Enrichi F., Cattaruzza E., Finotto T., Riello P., Righini GC, Trave E., Vomiero A., Ag-sensitized NIR-emitting Yb 3+ -doped glass ceramics. Applied Sciences. 2020.V .10.2184.) a luminescent radiation converter is proposed that converts UV radiation into radiation in the near infrared region. This converter is a glass-ceramic material containing silver and Yb 3+ ions. The disadvantage of this material is the lack of bactericidal properties, which leads to contamination of its surface and a decrease in the efficiency of luminescent down-conversion of radiation.
Высокой способностью к фотогенерации химически активного кислорода обладает фотоактивная кювета, описанная в (Патент РФ 2747332, МПК C02F 1/32, C02F 9/12, дата приоритета 14.05.2020, опубл. 04.05.2021). Описана кювета, внутри которой расположен фотоактивный слой, состоящий из наночастиц оксидов цинка и магния и добавки серебра при следующем при следующем соотношении компонентов, мас.%: ZnO 79,5-99; MgO 0,9-20; Ag 0,01-1,00, который обеспечивает высокоэффективную фотогенерацию химически активного синглетного кислорода. Описанная в этом патенте фотоактивная кювета может быть эффективно использована для очистки и обеззараживания воздуха. Однако люминесценция материала фотоактивного слоя, содержащего оксид цинка и находящегося в кювете, наблюдается в оранжевой и красной частях спектра (в области длин волн 580÷610 нм) и этот материал не является эффективным для применения в качестве даун-конвертера УФ-излучения. The photoactive cell described in (RF Patent 2747332, IPC C02F 1/32, C02F 9/12, priority date 14.05.2020, published 04.05.2021) has a high ability to photogenerate reactive oxygen. A cuvette is described, inside of which a photoactive layer is located, consisting of nanoparticles of zinc and magnesium oxides and silver additives in the following at the following ratio of components, wt.%: ZnO 79.5-99; MgO 0.9-20; Ag 0.01-1.00, which provides highly efficient photogeneration of reactive singlet oxygen. The photoactive cuvette described in this patent can be effectively used for air purification and disinfection. However, the luminescence of the material of the photoactive layer containing zinc oxide and located in the cell is observed in the orange and red parts of the spectrum (in the wavelength range of 580–610 nm) and this material is not effective for use as a down converter of UV radiation.
Наиболее близким техническим решением является люминесцентный композит системы CuO-ZnO-ZnAl2O4, описанный в (Md Abdus Subhan, Tanzir Ahmed, Robeul Awal, Ryuzi Makioka, Hiroyasu Nakata, Tuula T. Pakkanen, Mika Suvanto, B. Moon Kim, Synthesis, structure, luminescence and photophysical properties of nano CuO∙ZnO∙ZnAl2O4 multi metal oxide. Journal of Luminescence, 2014. V.146. P.123-127), принят в качестве прототипа. Композит получен осаждением гидрооксидов металлов из растворов с последующей сушкой и термообработкой в течение 10 часов при 900°С. Люминесцентный материал состоит из оксидных наночастиц, имеющих размер 14.8-50.0 нм, и обладает способностью поглощать УФ-излучение и переизлучать свет в видимом спектральном диапазоне (410-500 нм). Однако о способности к фотогенерации химически активного кислорода композита, описанного в прототипе, не сообщается. В процессе термообработки порошков активно протекают процессы укрупнения и спекания частиц, что определяет значительное уменьшение удельной поверхности материала. Хорошо известно, что способность к фотогенерации химически активного синглетного кислорода существенно снижается при уменьшении дисперсности материала. Учитывая относительно высокую (900°С) температуру термообработки композита-прототипа, можно полагать, что способность этого материала к фотогенерации химически активного кислорода отсутствует или незначительна. Кроме того, композит-прототип содержит большое количество оксида меди CuO (33 мол.%), формирующего, по данным (Md Abdus Subhan, Tanzir Ahmed, Robeul Awal, Ryuzi Makioka, Hiroyasu Nakata, Tuula T. Pakkanen, Mika Suvanto, B. Moon Kim, Synthesis, structure, luminescence and photophysical properties of nano CuO⋅ZnO⋅ZnAl2O4 multi metal oxide. Journal of Luminescence, 2014. V.146. P.123-127), отдельную кристаллическую фазу. Учитывая, что соединения меди часто претерпевают трудно контролируемые и существенные структурные изменения в процессе термообработки, введение в состав композита столь большого количества оксида меди может определять нестабильность свойств и структуры такого материала.The closest technical solution is the luminescent composite of the CuO-ZnO-ZnAl 2 O 4 system described in (Md Abdus Subhan, Tanzir Ahmed, Robeul Awal, Ryuzi Makioka, Hiroyasu Nakata, Tuula T. Pakkanen, Mika Suvanto, B. Moon Kim, Synthesis , structure, luminescence and photophysical properties of nano CuO∙ZnO∙ZnAl 2 O 4 multi metal oxide. Journal of Luminescence, 2014. V.146. P.123-127), adopted as a prototype. The composite was obtained by precipitation of metal hydroxides from solutions, followed by drying and heat treatment for 10 hours at 900°C. The luminescent material consists of oxide nanoparticles with a size of 14.8-50.0 nm, and has the ability to absorb UV radiation and re-emit light in the visible spectral range (410-500 nm). However, the ability to photogenerate reactive oxygen composite described in the prototype is not reported. In the process of heat treatment of powders, the processes of coarsening and sintering of particles actively proceed, which determines a significant decrease in the specific surface of the material. It is well known that the ability of reactive singlet oxygen to photogenerate significantly decreases with decreasing material dispersion. Considering the relatively high (900°C) heat treatment temperature of the prototype composite, it can be assumed that the ability of this material to photogenerate reactive oxygen is absent or insignificant. In addition, the prototype composite contains a large amount of copper oxide CuO (33 mol.%), which, according to (Md Abdus Subhan, Tanzir Ahmed, Robeul Awal, Ryuzi Makioka, Hiroyasu Nakata, Tuula T. Pakkanen, Mika Suvanto, B. Moon Kim, Synthesis, structure, luminescence and photophysical properties of nano CuO⋅ZnO⋅ZnAl 2 O 4 multi metal oxide. Journal of Luminescence, 2014. V.146. P.123-127), a separate crystalline phase. Given that copper compounds often undergo difficult to control and significant structural changes during heat treatment, the introduction of such a large amount of copper oxide into the composition of the composite can determine the instability of the properties and structure of such a material.
Задачей предлагаемого данного изобретения является создание фотоактивного люминесцентного материала для даун-конверторов УФ-излучения, обладающего способностью к фотогенерации химически активного синглетного кислорода.The objective of the present invention is to create a photoactive luminescent material for down-converters of UV radiation, with the ability to photogenerate reactive singlet oxygen.
Техническим результатом изобретения является создание материала с фотокаталитическими и люминесцентными свойствами, способного поглощать УФ-излучение в диапазоне длин волн 200-300 нм и переизлучать свет в ближнем УФ (300-380 нм) и видимом спектральных диапазонах.The technical result of the invention is the creation of a material with photocatalytic and luminescent properties that can absorb UV radiation in the wavelength range of 200-300 nm and re-emit light in the near UV (300-380 nm) and visible spectral ranges.
Сущность заключается в том, что фотоактивный люминесцентный материал включает ZnO, ZnAl2O4 и CuO, отличающийся тем, что содержит нанокристаллы ZnO размером 8-25 нм, при этом компоненты в следующем соотношении, масс.%:The essence lies in the fact that the photoactive luminescent material includes ZnO, ZnAl 2 O 4 and CuO, characterized in that it contains ZnO nanocrystals with a size of 8-25 nm, while the components are in the following ratio, wt.%:
Предлагаемый материал представляет собой Cu-содержащий ZnO/ZnAl2O4 нанокомпозит, состоящий из гексагональных нанокристаллов ZnO и кубических кристаллов шпинели ZnAl2O4, в структуру которых внедрены ионы Cu2+. Нанокристаллы ZnO (размер до 50 нм) являются основным компонентом нанокомпозита и обеспечивают способность материала к фотогенерации химически активного кислорода. Кубические кристаллы шпинели ZnAl2O4 обеспечивают преобразование УФ-С-излучения в излучение УФ-А и видимого диапазона. Содержание этого компонента в материале составляет 17.03-36.77 масс.%. Введение в структуру материала ионов меди увеличивает способность материала к фотогенерации химически активного кислорода, что способствует повышению его фотокаталитических и бактерицидных характеристик. Содержание меди (в пересчете на оксид меди CuO) составляет 0.35 - 0.38 масс.%. При содержании CuO менее 0.35 масс.% низка способность материала к фотогенерации химически активного кислорода. При превышении содержания CuO в материале 0.38 масс.% часть меди кристаллизуется в его структуре в виде полупроводниковых кристаллов CuO, имеющих небольшую ширину запрещенной зоны и сильно поглощающих излучение ближнего УФ и видимого спектральных диапазонов.The proposed material is a Cu-containing ZnO/ZnAl 2 O 4 nanocomposite consisting of hexagonal ZnO nanocrystals and cubic crystals of ZnAl 2 O 4 spinel, in the structure of which Cu 2+ ions are embedded. ZnO nanocrystals (up to 50 nm in size) are the main component of the nanocomposite and ensure the ability of the material to photogenerate reactive oxygen. Cubic crystals of spinel ZnAl 2 O 4 provide conversion of UV-C radiation into UV-A and visible radiation. The content of this component in the material is 17.03-36.77 wt.%. The introduction of copper ions into the structure of the material increases the ability of the material to photogenerate reactive oxygen, which improves its photocatalytic and bactericidal characteristics. The content of copper (in terms of copper oxide CuO) is 0.35 - 0.38 wt.%. When the CuO content is less than 0.35 wt.%, the material's ability to photogenerate reactive oxygen is low. When the CuO content in the material exceeds 0.38 wt.%, a part of copper crystallizes in its structure in the form of semiconductor CuO crystals, which have a small band gap and strongly absorb radiation in the near UV and visible spectral ranges.
Фотоактивный материал обладает способностью поглощать УФ-излучение в диапазоне длин волн 200-300 нм и переизлучать свет в ближнем УФ (300-380 нм) и видимом спектральных диапазонах. При этом материал обладает способностью к генерации химически активных форм кислорода под действием внешнего излучения.The photoactive material has the ability to absorb UV radiation in the wavelength range of 200-300 nm and re-emit light in the near UV (300-380 nm) and visible spectral ranges. In this case, the material has the ability to generate reactive oxygen species under the action of external radiation.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фигурами, где приведены:The essence of the invention is illustrated by the figures, which show:
на фиг. 1 - Схема, иллюстрирующая процессы, протекающие при воздействии жесткого УФ-излучения на фотоактивный материал, нанесенный в качестве покрытия на прозрачную подложку;in fig. 1 - Scheme illustrating the processes that occur when exposed to hard UV radiation on a photoactive material deposited as a coating on a transparent substrate;
на фиг. 2 - Рентгенограмма фотоактивного материала;in fig. 2 - X-ray pattern of the photoactive material;
на фиг. 3 - Спектры фотолюминесценции и возбуждения люминесценции фотоактивного материала в УФ и видимом спектральных диапазонах;in fig. 3 - Spectra of photoluminescence and excitation of luminescence of a photoactive material in the UV and visible spectral ranges;
на фиг. 4 - Спектры фотолюминесценции материала в ближней инфракрасной области спектра при возбуждении излучением ближнего УФ диапазона.in fig. 4 - Photoluminescence spectra of the material in the near infrared region of the spectrum when excited by radiation in the near UV range.
на фиг. 5 - Спектры фотолюминесценции материала в ближней инфракрасной области спектра при возбуждении излучением синим светом.in fig. 5 - Photoluminescence spectra of the material in the near infrared region of the spectrum when excited by blue light radiation.
На фиг. 1 приведена иллюстративная схема применения фотоактивного материала в качестве покрытия на прозрачной подложке. При воздействии внешнего вакуумного УФ или УФ-С-излучения фотоактивный материал преобразует его в излучение УФ-А и видимого спектральных диапазонов. Кроме того, при воздействии УФ-излучения и синего света на поверхности материала формируется химически активный кислород. Проведенные эксперименты показали высокую эффективность фотогенерации химически активного синглетного кислорода предлагаемым фотоактивным материалом и преобразование им вакуумного УФ и УФ-С излучения в излучение УФ-А и видимого спектрального диапазонов.In FIG. 1 shows an exemplary scheme for using a photoactive material as a coating on a transparent substrate. When exposed to external vacuum UV or UV-C radiation, the photoactive material converts it into UV-A and visible spectral radiation. In addition, when exposed to UV radiation and blue light, reactive oxygen is formed on the surface of the material. The experiments performed have shown the high efficiency of photogeneration of reactive singlet oxygen by the proposed photoactive material and its conversion of vacuum UV and UV-C radiation into UV-A and visible spectral ranges.
Эффективность разработанного фотоактивного материала иллюстрируется примером.The effectiveness of the developed photoactive material is illustrated by an example.
Пример 1Example 1
Для синтеза материалов был применен полимерно-солевой синтез, детально описанный в работах (Дукельский К.В., Евстропьев С.К. Формирование защитных наноразмерных покрытий на основе Al2O3 (Al2O3-AlF3) на поверхности стекла.- Оптический журнал, 2011, т. 78, № 2, с. 71-81; Шелеманов А.А., Нурыев Р.К., Евстропьев С.К., Никоноров Н.В., Киселев В.М. Влияние поливинилпирролидона на структуру и оптические свойства ZnO-MgO нанокомпозитов, полученных полимерно-солевым методом. Оптика и спектроскопия, 2021, т. 129, № 9. С. 1176-1181) в качестве исходных компонентов для синтеза фотоактивных материалов используют водные растворы нитратов цинка и алюминия, а также сульфата меди. Растворы смешивают с раствором поливинилпирролидона в пропаноле-2. Полученные смеси подвергают сушке в сушильном шкафу при температуре 70°С. Высушенные композиты проходят термообработку в электрической печи при температуре 680°С в течение 2 часов. Такой режим термообработки обеспечивает полное разложение солей металлов и поливинилпирролидона. Химический состав полученных композитов приведен в табл. 1.For the synthesis of materials, polymer-salt synthesis was used, which is described in detail in the works (Dukelsky K.V., Evstropiev S.K. Formation of protective nanoscale coatings based on Al2O3 (Al2O3-AlF3) on the glass surface. - Optical journal, 2011, vol. 78, No. 2, pp. 71-81 Shelemanov A.A., Nuryev R.K., Evstropiev S.K., Nikonorov N.V., Kiselev V.M. Effect of polyvinylpyrrolidone on the structure and optical properties of ZnO-MgO 129, No. 9, pp. 1176-1181) Aqueous solutions of zinc and aluminum nitrates, as well as copper sulfate, are used as initial components for the synthesis of photoactive materials. The solutions are mixed with a solution of polyvinylpyrrolidone in propanol-2. The resulting mixtures are dried in an oven at a temperature of 70°C. The dried composites are heat treated in an electric oven at 680°C for 2 hours. This mode of heat treatment ensures complete decomposition of metal salts and polyvinylpyrrolidone. The chemical composition of the obtained composites is given in table. 1.
*В расчетах все содержание Cu было принято в форме CuO. * In calculations, the entire content of Cu was taken in the form of CuO.
Измерения спектров фотолюминесценции и возбуждения люминесценции в УФ и видимом спектральных диапазонах выполнены на спектрофлюориметре Perkin Elmer LS-50B. Под действием внешнего излучения выделяющийся фотоактивным материалом синглетный кислород демонстрирует характерную люминесценцию в ближней ИК области спектра (λmax=1270 nm). Для возбуждения люминесценции используют светодиоды серии HPR40E-50UV (λmax=370 nm; плотность мощности 0.35 W/cm2) и (λmax=405 nm; плотность мощности 0.90 W/cm2).Measurements of the photoluminescence and luminescence excitation spectra in the UV and visible spectral ranges were performed on a Perkin Elmer LS-50B spectrofluorimeter. Under the action of external radiation, singlet oxygen released by the photoactive material exhibits characteristic luminescence in the near-IR region of the spectrum (λ max =1270 nm). To excite luminescence, LEDs of the HPR40E-50UV series (λ max =370 nm; power density 0.35 W/cm 2 ) and (λ max =405 nm; power density 0.90 W/cm 2 ) are used.
На фиг. 2 приведена дифрактограмма композиционного фотоактивного композита 3 (табл. 1). На рентгенограмме хорошо видны пики, характерные для гексагональных кристаллов ZnO и кубических кристаллов шпинели ZnAl2O4. Интенсивность пиков ZnO существенно больше, чем пиков шпинели, что связано с более высокой концентрацией ZnO в композите (табл. 1). На основании данных анализа по формуле Шеррера осуществлен расчет среднего размера кристаллов оксида цинка в композитах. Результаты расчета приведены в табл. 1. Из данных табл. 1 видно, что размер кристаллов оксида цинка в композитах 2÷5 составляет 8÷25 нм. Столь небольшие по размеру кристаллы обладают высокой удельной поверхностью, что способствует достижению композиционными материалами высоких фотокаталических и бактерицидных свойств. In FIG. Figure 2 shows the X-ray diffraction pattern of composite photoactive composite 3 (Table 1). Peaks characteristic of hexagonal ZnO crystals and cubic crystals of spinel ZnAl 2 O 4 are clearly visible on the X-ray diffraction pattern. The intensity of the ZnO peaks is significantly higher than that of the spinel peaks, which is associated with a higher ZnO concentration in the composite (Table 1). Based on the analysis data using the Scherrer formula, the average size of zinc oxide crystals in composites was calculated. The results of the calculation are given in table. 1. From the data in Table. 1 shows that the size of zinc oxide crystals in composites 2÷5 is 8÷25 nm. Such small crystals have a high specific surface area, which contributes to the achievement of high photocatalytic and bactericidal properties by composite materials.
На фиг. 3 представлены спектры фотолюминесценции (кривые 1-3) и возбуждения люминесценции (кривая 4) композита 1. Аналогичные спектры были получены для композитов 2÷5 и 9.In FIG. Figure 3 shows the photoluminescence spectra (curves 1–3) and luminescence excitation (curve 4) of composite 1. Similar spectra were obtained for composites 2÷5 and 9.
На фиг. 4 и 5 представлены спектры фотолюминесценции Cu-содержащих композитов ZnO/ZnAl2O4 в ближней ИК области спектра. На всех спектрах видна характерная для синглетного кислорода полоса люминесценции с максимумом λmax.= 1270 нм. Все композиты, за исключением композита 7 способны генерировать синглетный кислород под действием излучения ближнего УФ диапазона (фиг. 4) и синего света (фиг. 5). Наиболее интенсивная полоса люминесценции наблюдается для образца 3, содержащего самые маленькие кристаллы ZnO, обладающие наибольшей удельной поверхностью. Эксперименты показали, что способность к фотогенерации синглетного кислорода композитами 6 и 9 невысока, а у композита 7 эта способность вообще не проявляется. Эти композиты нецелесообразно использовать на практике.In FIG. Figures 4 and 5 show the photoluminescence spectra of Cu-containing ZnO/ZnAl 2 O 4 composites in the near IR region of the spectrum. All spectra show a luminescence band characteristic of singlet oxygen with a maximum λ max. = 1270 nm. All composites, with the exception of composite 7, are capable of generating singlet oxygen under the action of near UV radiation (Fig. 4) and blue light (Fig. 5). The most intense luminescence band is observed for sample 3, which contains the smallest ZnO crystals with the largest specific surface area. The experiments showed that the ability of composites 6 and 9 to photogenerate singlet oxygen is low, while this ability is not manifested at all in composite 7. These composites are not practical to use.
Несколько большая интенсивность полосы люминесценции синглетного кислорода, наблюдаемая на фиг. 5, при сравнении спектров, приведенных на фиг. 4 и 5, связана с большей интенсивностью внешнего излучения, падающего на материал, при использовании значительно более мощного светодиода с длиной волны эмиссии 405 нм.The slightly higher intensity of the singlet oxygen luminescence band observed in Fig. 5 when comparing the spectra shown in FIG. 4 and 5 is associated with a higher intensity of external radiation incident on the material when using a much more powerful LED with an emission wavelength of 405 nm.
Композиционный материал 1, содержащий 0.74 масс.% CuO, обладает средними люминесцентными свойствами и средней способностью к фотогенерации химически активных форм кислорода.Composite material 1, containing 0.74 wt.% CuO, has an average luminescent properties and an average ability to photogenerate reactive oxygen species.
Композиционные материалы 2÷5, составы которых приведены в табл. 1, обладают высокими люминесцентными свойствами и высокой способностью к фотогенерации химически активных форм кислорода.Composite materials 2÷5, the compositions of which are given in table. 1 have high luminescent properties and a high ability to photogenerate reactive oxygen species.
Композиционный материал 6, содержащий 0.39 масс.% CuO, имеет серый оттенок и обладает средней способностью к фотогенерации активных форм кислорода. При этом его способность к преобразованию УФ-С-излучения в излучение УФ-А и видимого спектрального диапазона невелика. Composite material 6, containing 0.39 wt.% CuO, has a gray tint and has an average ability to photogenerate reactive oxygen species. At the same time, its ability to convert UV-C radiation into UV-A radiation and the visible spectral range is small.
Композит 7, содержащий более 1.00 масс.% CuO, представлял собой неоднородный материал с включениями черного цвета. Такой материал не может быть использован в практических приложениях.Composite 7, containing more than 1.00 wt.% CuO, was an inhomogeneous material with black inclusions. Such material cannot be used in practical applications.
Композит 8, не содержащий цинковой шпинели ZnAl2O4, обладает высокой способностью генерировать химически активный кислород под действием ближнего УФ излучения и синего света. Однако, его способность к преобразованию УФ-С-излучения в излучение УФ-А и видимого спектрального диапазона низка, так же, как и композита 9 , не содержащего меди.Composite 8, which does not contain zinc spinel ZnAl 2 O 4 , has a high ability to generate reactive oxygen under the action of near UV radiation and blue light. However, its ability to convert UV-C radiation into UV-A and visible spectral range is low, as is the copper-free composite 9 .
Композит 10, содержащий 37.00 масс. % ZnAl2O4 и 0.60 масс.% CuO, имеет серый цвет, и обладает достаточно высокой способностью к фотогенерации активных форм кислорода. Однако его способность к преобразованию УФ-С-излучения в излучение УФ-А и видимого спектрального диапазона невелика.Composite 10 containing 37.00 wt. % ZnAl 2 O 4 and 0.60 wt.% CuO, has a gray color, and has a fairly high ability to photogenerate reactive oxygen species. However, its ability to convert UV-C radiation into UV-A and visible spectral radiation is low.
Композит 11, содержащий только 62.89 масс. % ZnO, обладает невысокой способностью к фотогенерации активных форм кислорода.Composite 11 containing only 62.89 wt. % ZnO, has a low ability to photogenerate reactive oxygen species.
Композиционный материал 12 демонстрирует высокую способность к фотогенерации активных форм кислорода, но его способность к преобразованию УФ-С-излучения в излучение УФ-А и видимого спектрального диапазона низка. The composite material 12 exhibits a high ability to photogenerate reactive oxygen species, but its ability to convert UV-C radiation into UV-A and visible spectral radiation is low.
Таким образом, синтезированные композиты 2÷5 обладают высокими люминесцентными и бактерицидными свойствами с высокой способностью к фотогенерации химически активного кислорода, их целесообразно использовать в практических приложениях.Thus, the synthesized composites 2÷5 have high luminescent and bactericidal properties with a high ability to photogenerate reactive oxygen; it is advisable to use them in practical applications.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2802301C1 true RU2802301C1 (en) | 2023-08-24 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101255556A (en) * | 2008-03-28 | 2008-09-03 | 北京化工大学 | Method for preparing porous zinc oxide particle studded composite film |
CN101285206A (en) * | 2008-05-16 | 2008-10-15 | 昆明理工大学 | Preparation method for zinc bloom and zinc aluminate composite nano-tubes and arrays |
CN103599787A (en) * | 2013-12-02 | 2014-02-26 | 湖南理工学院 | Method for preparing high-efficiency visible-light-induced photocatalyst based on ZnCuAl hydrotalcite-like precursor |
RU2584205C2 (en) * | 2014-06-10 | 2016-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | MATERIAL FOR CONVERSION OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS FILM OF SILICON OXIDE SiO2Sx ON SILICON SUBSTRATE |
RU2747332C1 (en) * | 2020-05-14 | 2021-05-04 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (АО "НПО ГОИ им. С.И. Вавилова") | Photoactive cuvette |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101255556A (en) * | 2008-03-28 | 2008-09-03 | 北京化工大学 | Method for preparing porous zinc oxide particle studded composite film |
CN101285206A (en) * | 2008-05-16 | 2008-10-15 | 昆明理工大学 | Preparation method for zinc bloom and zinc aluminate composite nano-tubes and arrays |
CN103599787A (en) * | 2013-12-02 | 2014-02-26 | 湖南理工学院 | Method for preparing high-efficiency visible-light-induced photocatalyst based on ZnCuAl hydrotalcite-like precursor |
RU2584205C2 (en) * | 2014-06-10 | 2016-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | MATERIAL FOR CONVERSION OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS FILM OF SILICON OXIDE SiO2Sx ON SILICON SUBSTRATE |
RU2747332C1 (en) * | 2020-05-14 | 2021-05-04 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (АО "НПО ГОИ им. С.И. Вавилова") | Photoactive cuvette |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
MD ABDUS SUBHAN et al., Synthesis, structure, luminescence and photophysical properties of nano CuO⋅ZnO⋅ZnAl2O4 multi metal oxide, J. of Luminescence, 2014, v. 146, pp. 123-127. * |
ЕНОХОВИЧ А.С., Справочник по физике и технике, Москва, Просвещение, 1983, с. 191, табл. 239. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Elidrissi et al. | Structure, composition and optical properties of ZnS thin films prepared by spray pyrolysis | |
Jaffar et al. | Luminescence properties of Bi doped La2O3 powder phosphor | |
He et al. | Photoluminescence property of ZnO–SiO2 composites synthesized by sol–gel method | |
Kabashin et al. | Visible photoluminescence from nanostructured Si-based layers produced by air optical breakdown on silicon | |
KR20090082234A (en) | Nano-yag:ce phosphor compositions and their methods of preparation | |
Agrawal et al. | Structural and optical studies of magnesium doped zinc oxide thin films | |
RU2802301C1 (en) | Photoactive luminescent material | |
Selvapandiyan et al. | Synthesis, preparation, structural, optical, morphological and elemental analysis of bismuth oxides nanoparticles | |
Elleuch et al. | Efficient antireflective downconversion Er3+ doped ZnO/Si thin film | |
JP4228345B2 (en) | Photocatalyst and method for producing the same | |
Svetlichnyi et al. | Comparative study of bismuth composites obtained via pulsed laser ablation in a liquid and in air for photocatalytic application | |
JP7003859B2 (en) | Manufacturing method of surface-coated near-infrared shielding fine particles and surface-coated near-infrared shielding fine particles | |
Tincu et al. | Controlled chemical transformation and crystallization design for the formation of multifunctional Cu-doped ZnO/ZnAl2O4 composites | |
Chen et al. | Full solar-spectral reflectance and radiation stability of NaZnF3 QDs/SiO2 composite pigments as thermal control pigment | |
Nagase et al. | A novel method for the preparation of green photoluminescent undoped zinc oxide film involving excimer laser irradiation of a sol-gel-derived precursor | |
Lakshmi et al. | Band gap tuning and improved optical properties of ZrO2-SnO2 nanocomposite thin films prepared by sol-gel route | |
Mikhailov et al. | Optical properties and radiation stability of thermal control coatings based on doped zirconium dioxide powders | |
KR20050100698A (en) | Zinc oxide phosphor, process for producing the same and light emitting device | |
JPWO2003022954A1 (en) | Method for producing ultraviolet absorbing material | |
JP2003231878A (en) | Zinc oxide-base composition emitting yellowed light and method for producing the same | |
Pal et al. | BaSnO3 nanoparticles as blue emitting phosphor and efficient photocatalyst | |
RU2656660C1 (en) | THERMO STABILIZING RADIATION RESISTANT COATING BaTiZrO3 | |
Qin et al. | Influences of Sn/Cu single doping and CO-doping on the structure and photocatalytic property of anatase/rutile mixed crystal TiO 2 nanomaterials under UV-visible light. | |
Kang et al. | Effects of annealing atmosphere on the luminescent efficiency of ZnTe: O phosphors | |
Neshchimenko et al. | Features of Degradation of the Optical Properties of Hollow Particles TiO 2, ZnO, and SiO 2 under the Influence of Ionizing Radiations |