JP2013535526A - 酸化物発光材料及びその調製方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
金属ナノ粒子ゾルを取得する工程と、
前記金属ナノ粒子ゾルをアルコールと水の混合液に加え、pH値を2〜6に調整し、その後金属とオルトケイ酸エチルとの質量比が5×10−5:1〜5×10−3:1となる割合でオルトケイ酸エチルを添加し、温度25℃〜60℃の水浴で攪拌しながら反応させて、シリカ混合ゾルを形成する工程と、
硝酸イットリウム、硝酸ガドリニウムの両者のうちの少なくとも一方の総量と硝酸ユウロピウムとのモル比が0.98:0.02〜0.9:0.1となる割合で硝酸塩混合溶液を調製し、希土類金属イオン合計量とオルトケイ酸エチルとの質量比が0.5:1〜5:1となる割合で硝酸塩混合溶液をシリカ混合ゾルに加え、攪拌し、シュウ酸溶液を滴下して攪拌した後、pH値を7〜12に調整し、その後さらに攪拌して、シュウ酸塩前駆体溶液を得る工程と、
得られたシュウ酸塩前駆体溶液を濾過洗浄し、乾燥する工程と、
乾燥物を1000〜1300℃で4〜12時間保温して焼成して、前記酸化物発光材料を得、前記発光材料の化学組成はaRe2O3・bSiO2・cEu2O3・dMで表され、ここで、ReはGd、Y、又は両者の組み合わせであり、Mは金属ナノ粒子であり、a、b、c、及びdは、(a+c):b=0.5〜5、d:b=5×10−5〜5×10−3、c:(a+c)=0.02〜0.1の関係にある工程と、
を含む。
金属ナノ粒子ゾルを取得するS01と、
前記金属ナノ粒子ゾルをアルコールと水の混合液に加え、pH値を2〜6に調整し、その後金属とオルトケイ酸エチルとの質量比が5×10−5:1〜5×10−3:1となる割合でオルトケイ酸エチルを添加し、温度25℃〜60℃の水浴で攪拌しながら反応させて、シリカ混合ゾルを形成するS02と、
硝酸イットリウム、硝酸ガドリニウムの両者のうちの少なくとも一方の総量と硝酸ユウロピウムとのモル比が0.98:0.02〜0.9:0.1となる割合で硝酸塩混合溶液を調製し、希土類金属イオン合計量とオルトケイ酸エチルとの質量比が0.5:1〜5:1となる割合で硝酸塩混合溶液をシリカ混合ゾルに加え、攪拌し、シュウ酸溶液を滴下して攪拌した後、pH値を7〜12に調整し、その後さらに攪拌して、シュウ酸塩前駆体溶液を得るS03と、
得られたシュウ酸塩前駆体溶液を濾過洗浄し、乾燥させるS04と、
乾燥物を1000〜1300℃で4〜12時間保温して焼成して、前記酸化物発光材料を得、前記発光材料の化学組成はaRe2O3・bSiO2・cEu2O3・dMで表され、ここで、ReはGd、Y、又は両者の組み合わせであり、Mは金属ナノ粒子であり、a、b、c、及びdは、(a+c):b=0.5〜5、d:b=5×10−5〜5×10−3、c:(a+c)=0.02〜0.1の関係にあるS05と、
を含む。
1)金属化合物の可溶性溶液を調製する。具体的には、適当な金属化合物を秤取して溶媒に溶解し、一定濃度の溶液に希釈して調製するが、例えば、濃度は2×10−4mol/L〜1×10−3mol/Lでもよい。この金属化合物は、硝酸銀、塩化金酸、塩化白金酸、塩化パラジウムのうちの少なくとも1つであることが好ましい。溶媒は、水及び/又はエタノールが好ましい。
2)水和ヒドラジン、アスコルビン酸、又は水素化ホウ素アルカリ金属を溶媒に溶解して、還元剤溶液を調製する。溶媒は、水及び/又はエタノールが好ましい。調製した還元剤溶液の濃度範囲は1×10−3mol/L〜1×10−2mol/Lである。還元剤の好適な質量は、おおよそ、金属化合物の還元に必要な化学量論によって計算する。水素化ホウ素アルカリ金属は、水素化ホウ素ナトリウム又は水素化ホウ素カリウムなどでもよいが、これらに限定されない。
3)攪拌下で、最終的に得た金属ナノ粒子ゾル中における助剤の含有量が5×10−4g/mL〜4×10−3g/mLとなるように前記助剤を工程1)で調製した可溶性溶液に溶解する。助剤は、ポリビニルピロリドン(PVP)、クエン酸ナトリウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも1つであることが好ましい。
4)攪拌下で、還元剤と金属イオンとの質量比が0.5:1〜4.8:1となる割合で助剤を含有する可溶性溶液と還元剤溶液を混合し、攪拌しながら10分間〜45分間反応させて、金属ナノ粒子ゾルを得る。ここで、攪拌は磁気攪拌である。
i)水:アルコールの体積比が1:5〜2:1となる割合でアルコールと水の混合液を調製すること、ここで、アルコールはエタノールなどであってもよい、
ii)得られた金属ナノ粒子ゾルを、混合液中の金属含有量が1×10−5mol/L〜1×10−3mol/Lとなるようにアルコールと水の混合液に加えて、pH値を2〜6に調整し、その後金属とオルトケイ酸エチルとの質量比が5×10−5:1〜5×10−3:1となる割合でオルトケイ酸エチルを添加して、オルトケイ酸エチルの溶液中の濃度を0.1mol/L〜0.5mol/Lとし、温度25℃〜60℃の水浴でシリカ混合ゾルが形成するまで攪拌しながら反応させること、
を含む。
(1)硝酸塩混合溶液を調製する下位工程。調製用の金属源化合物はその酸化物又は硝酸塩であってもよい。酸化物を採用する場合には、酸化イットリウム及び/又は酸化ガドリニウム、並びに酸化ユウロピウムなどの希土類酸化物を秤取し硝酸溶液(濃硝酸)に加え、脱イオン水で湿潤し、加熱溶解した後、化学式の配合比でY3+及び/又はGd3+とEu3+とのすべての希土類イオンの全濃度が0.4mol/L〜1.8mol/Lである硝酸塩混合溶液を調製し、酸化イットリウム及び/又は酸化ガドリニウムの総量と酸化ユウロピウムとのモル比が0.98:0.02〜0.9:0.1となる割合で配合する。調製用の金属源化合物は、硝酸塩を直接使用する場合には、水を溶媒として、Gd(NO3)3:Eu(NO3)3及び/又はY(NO3)3:Eu(NO3)3のモル比が0.98:0.02〜0.9:0.1となる割合で、Eu(NO3)3及びGd(NO3)3の硝酸塩混合溶液、又はEu(NO3)3及びY(NO3)3の硝酸塩混合溶液、若しくはこれら三者の硝酸塩混合溶液を調製し、混合溶液中におけるGd3+及び/又はY3+、並びにEu3+とのすべての希土類イオンの全濃度は0.4mol/L〜1.8mol/Lである。
(2)希土類金属イオン合計量とオルトケイ酸エチルとの質量比が0.5:1〜5:1となる割合で硝酸塩混合溶液をシリカ混合ゾルに加え、攪拌し、均一に混合する下位工程。
(3)下位工程(2)で形成された溶液系中にシュウ酸溶液を滴下して攪拌した後、pH値を7〜12に調整し、その後さらに攪拌し、シュウ酸塩前駆体溶液を得る下位工程。具体的には、濃度0.5〜3mol/Lのシュウ酸溶液を硝酸塩混合溶液とシリカ混合ゾルとを含む混合系中に、滴下時間を20〜60分間に制御しながら滴下し、滴下完了後、続けて2〜5時間攪拌し、その後反応系のpH値を7〜12に調整し、さらに0.5〜2時間攪拌して、前記シュウ酸塩前駆体溶液を得る。
1.Ptナノ粒子ゾルの調製
塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O)5.18mgを秤取して脱イオン水15.2mLに溶解した。塩化白金酸が完全に溶解した後、クエン酸ナトリウム20.0mgを秤取し、磁気攪拌下で塩化白金酸水溶液に溶解した。水素化ホウ素ナトリウム3.8mgを秤取して脱イオン水10mLに溶解して、濃度1×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液10mLを得た。磁気攪拌下、還元剤と金属イオンとの質量比が4.8:1となる割合で、塩化白金酸水溶液に水素化ホウ素ナトリウム水溶液4.8mLを滴下し、その後続けて45分間反応させて、Pt含有量5×10−4mol/LのPtナノ粒子ゾル20mLを得た。
体積比1:4の割合で蒸留水3.6mLと無水アルコール14.4mLとを十分に混合し、前記で調製したPtナノ粒子ゾル2mLを加えて、混合液中のPt含有量を5×10−5mol/Lにした。硝酸を用いて混合液をpH2に調整した後、金属とTEOSとの質量比が2×10−4:1となる割合でTEOS0.005molを迅速に添加して、TEOSの溶液中の濃度を0.25mol/Lにし、その後60℃の水浴でSiO2ゾルが形成するまで攪拌しながら反応させた。得られたゾルをA1と記す。Gd3+及びEu3+の合計質量とTEOSの質量との比が5:1となる割合及びGd3+:Eu3+のモル比が0.98:0.02となる割合で、Gd2O38.883gとEu2O30.175gを秤取し、濃硝酸を用いてGd2O3とEu2O3を溶解して、Gd(NO3)3とEu(NO3)3の混合液50mLを調製した。得られた溶液のGd3+とEu3+の全濃度は0.5mol/Lであった。得られたGd(NO3)3とEu(NO3)3の混合溶液を先に得たA1液に加え、1時間磁気攪拌した。この時に得た混合液をB1と記す。1.1倍過剰でシュウ酸5.200gを秤取して脱イオン水13.75mLに溶解して、濃度3mol/Lのシュウ酸溶液を得、シュウ酸溶液を滴下時間35分間で先に得たB1液に滴下し、滴下完了後、続けて2時間磁気攪拌し、その後反応系のpHをアンモニア水で7に調整した後、さらに2時間磁気攪拌した。この時に得た懸濁液をC1と記す。C1を70℃の脱イオン水で3回濾過洗浄し、得られた濾過物を80℃のオーブンに入れて12時間乾燥した。前記で得た乾燥物を1000℃で12時間保温して焼成することにより、4.9Gd2O3・SiO2・0.1Eu2O3・2×10−4Ptの組成の発光材料を得た。
1.Agナノ粒子ゾルの調製
硝酸銀(AgNO3)17.0mgを秤取して脱イオン水19mLに溶解した。硝酸銀が完全に溶解した後、クエン酸ナトリウム80mgを秤取し、磁気攪拌下で硝酸銀水溶液に溶解した。水和ヒドラジン溶液を希釈して、濃度5×10−2mol/Lの水和ヒドラジン溶液10mLを調製した。磁気攪拌下で、還元剤と金属イオンとの質量比が0.5:1となる割合で、硝酸銀水溶液に5×10−2mol/Lの水和ヒドラジン溶液1mLを一度に加え、その後続けて30分間反応させ、銀含有量5×10−3mol/LのAgナノ粒子ゾル20mLを得た。
体積比1:5の割合で蒸留水6.0mLと無水アルコール30mLとを十分に混合し、前記で調製したAgナノ粒子ゾル4mLを加えて、混合液中のAg含有量を5×10−4mol/Lにした。硝酸を用いて混合液をpH3に調整した後、金属とTEOSとの質量比が5×10−3:1となる割合でTEOS0.004molを迅速に添加して、TEOSの溶液中の濃度を0.1mol/Lにし、その後50℃の水浴でSiO2ゾルが形成するまで攪拌しながら反応させた。このゾルをA2と記す。Y3+及びEu3+の合計質量とTEOSの質量との比が4:1となる割合及びY3+:Eu3+のモル比が0.95:0.05となる割合で、Y2O33.432gとEu2O30.282gを秤取し、濃硝酸を用いてY2O3とEu2O3を溶解して、Y(NO3)3とEu(NO3)3の混合液40mLを調製した。得られた溶液のY3+とEu3+の全濃度は0.4mol/Lであった。得られたY(NO3)3とEu(NO3)3の混合溶液を先に得たA2液に加え、2時間磁気攪拌した。この時に得た混合液をB2と記す。その後1.2倍過剰でシュウ酸3.63gを秤取して脱イオン水28.8mLに溶解して、濃度1mol/Lのシュウ酸溶液を得た。シュウ酸溶液を滴下時間25分間で前記で得たB2溶液に滴下し、滴下完了後続けて3時間磁気攪拌し、その後反応系のpHをアンモニア水で8に調整した後、さらに1.5時間磁気攪拌した。この時に得られた懸濁液をC2と記す。C2を80℃の脱イオン水で3回濾過洗浄し、得られた濾過物を90℃のオーブンに入れて8時間乾燥した。得られた乾燥物を1100℃で8時間保温して焼成することにより、化学組成が3.8Y2O3・SiO2・0.2Eu2O3・5×10−3Aで表される発光材料を得た。
1.Agナノ粒子ゾルの調製
硝酸銀(AgNO3)3.4mgを秤取して無水アルコール18.4mLに溶解した。硝酸銀が完全に溶解した後、PVP20mgを秤取し、磁気攪拌下で硝酸銀エタノール溶液に溶解した。水素化ホウ素カリウム5.7mgを秤取して無水アルコール10mLに溶解して、濃度1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素カリウムエタノール溶液10mLを得た。磁気攪拌下で、還元剤と金属イオンとの質量比が1.2:1となる割合で、硝酸銀エタノール溶液に1.5×10−2mol/Lの水素化ホウ素カリウムエタノール溶液1.6mLを一度に加え、その後続けて10分間反応させ、銀含有量1×10−3mol/LのAgナノ粒子ゾル20mLを得た。
体積比1:2の割合で蒸留水9mLと無水アルコール18mLとを十分に混合し、前記で調製したAgナノ粒子ゾル3mLを加えて、混合液中のAg含有量を1×10−4mol/Lにした。硝酸を用いて混合液をpH4に調整した後、金属とTEOSとの質量比が2.5×10−4:1となる割合でTEOS0.012molを迅速に添加して、TEOSの溶液中の濃度を0.4mol/Lにし、その後40℃の水浴でSiO2ゾルが形成するまで攪拌しながら反応させた。得られたゾルをA3と記す。Gd3+及びEu3+の合計質量とTEOSの質量との比が1:1となる割合及びGd3+:Eu3+のモル比が0.94:0.06となる割合で、Gd2O34.094gとEu2O30.254gを秤取し、濃硝酸を用いてGd2O3とEu2O3を溶解して、Gd(NO3)3とEu(NO3)3の混合液20mLを調製した。得られた溶液のGd3+とEu3+の全濃度は0.6mol/Lであった。得られたGd(NO3)3とEu(NO3)3の混合溶液を先に得られたA3液に加え、2.5時間磁気攪拌した。この時に得られた混合液をB3と記す。その後1.3倍過剰でシュウ酸2.950gを秤取して脱イオン水11.7mLに溶解し、濃度2mol/Lのシュウ酸溶液を得た。シュウ酸溶液を滴下時間30分間で前記で得たB3溶液に滴下して、滴下完了後、続けて3.5時間磁気攪拌し、その後反応系のpHをアンモニア水で9に調整した後、さらに1時間磁気攪拌した。この時に得られた懸濁液をC3と記す。C3を90℃の脱イオン水で3回濾過洗浄し、得られた濾過物を90℃のオーブンに入れて8時間乾燥した。得られた乾燥物を1200℃で6時間保温し焼成することにより、0.94Gd2O3・SiO2・0.06Eu2O3・2.5×10−4Agの組成の発光材料を得た。
1.Auナノ粒子ゾルの調製
塩化金酸(AuCl3・HCl・4H2O)4.12mgを秤取して脱イオン水9mLに溶解した。塩化金酸が完全に溶解した後、クエン酸ナトリウム14mgとPVP6mgを秤取し、磁気攪拌下で塩化金酸水溶液に溶解した。アスコルビン酸17.6mgを秤取して脱イオン水10mLに溶解して、濃度1×10−2mol/Lのアスコルビン酸水溶液10mLを得た。磁気攪拌下で、還元剤と金属イオンとの質量比が1:1となる割合で、塩化金酸水溶液に1×10−2mol/Lのアスコルビン酸水溶液1mLを加え、その後続けて30分間反応させ、Au含有量1×10−3mol/LのAuナノ粒子ゾル10mLを得た。
体積比1:2の割合で蒸留水9mLと無水アルコール18mLとを十分に混合し、前記で調製したAuナノ粒子ゾルを3mL加えて、混合液中のAu含有量を1×10−4mol/Lにした。硝酸を用いて混合液をpH5に調整した後、金属とTEOSとの質量比が2×10−4:1となる割合でTEOS0.015molを迅速に添加して、TEOSの溶液中の濃度を0.5mol/Lにし、その後55℃の水浴でSiO2ゾルが形成するまで攪拌しながら反応させた。得られたゾルをA4と記す。Y3+及びEu3+の合計質量とTEOSの質量との比が0.5:1となる割合及びY3+:Eu3+のモル比が0.92:0.08となる割合で、Y2O31.588gとEu2O30.211gを秤取し、濃硝酸を用いてY2O3とEu2O3を溶解して、Y(NO3)3とEu(NO3)3の混合液10mLを調製した。得られた溶液のY3+とEu3+の全濃度は0.75mol/Lであった。得られたY(NO3)3とEu(NO3)3の混合溶液を先に得られたA4液に加え、3時間磁気攪拌した。この時に得られた混合液をB4と記す。その後1.4倍過剰でシュウ酸1.986gを秤取して脱イオン水10.5mLに溶解して、濃度1.5mol/Lのシュウ酸溶液を得た。シュウ酸溶液を滴下時間20分間で前記で得たB4溶液に滴下し、滴下完了後、続けて4時間磁気攪拌し、その後反応系のpHをアンモニア水で10に調整した後、さらに1時間磁気攪拌した。この時に得られた懸濁液をC4と記す。C4を80℃の脱イオン水で3回濾過洗浄し、得られた濾過物を100℃のオーブンに入れて6時間乾燥した。得られた乾燥物を1250℃で6時間保温し焼成することにより、0.46Y2O3・SiO2・0.04Eu2O3・2×10−4Auの組成の発光材料を得た。
1.Auナノ粒子ゾルの調製
塩化金酸(AuCl3・HCl・4H2O)4.12mgを秤取して脱イオン水15.8mLに溶解した。塩化金酸が完全に溶解した後、PVPを25mg秤取し、磁気攪拌下で塩化金酸水溶液に溶解した。水素化ホウ素ナトリウム3.8mgを秤取して無水アルコール10mLに溶解して、濃度1×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウムエタノール溶液10mLを得た。磁気攪拌下で、還元剤と金属イオンとの質量比が4.2:1となる割合で、塩化金酸水溶液に1×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウムエタノール溶液4.2mLを加え、その後続けて30分間反応させ、Au含有量5×10−4mol/LのAuナノ粒子ゾル20mLを得た。
体積比1:1の割合で蒸留水16mLと無水アルコール16mLとを十分に混合し、前記で調製したAuナノ粒子ゾルを8mL加えて、混合液中のAu含有量を1×10−4mol/Lとした。硝酸を用いて混合液をpH6に調整した後、金属とTEOSとの質量比が6.67×10−4:1となる割合でTEOS0.006molを迅速に添加して、TEOSの溶液中における濃度を0.2mol/Lとし、その後45℃の水浴でSiO2ゾルが形成するまで攪拌しながら反応させた。得られたゾルをA5と記す。Gd3+及びEu3+の合計質量とTEOSの質量との比が3:1となる割合及びGd3+:Eu3+のモル比が0.93:0.07となる割合で、Gd2O36.069gとEu2O30.444gを秤取し、濃硝酸を用いてGd2O3とEu2O3を溶解して、Gd(NO3)3Eu(NO3)3の混合液15mLを調製した。得られた溶液のGd3+とEu3+の全濃度は1.8mol/Lであった。得られたGd(NO3)3とEu(NO3)3の混合溶液を先に得られたA5液に加え、4時間磁気攪拌した。この時に得られた混合液をB5と記す。その後1.5倍過剰でシュウ酸5.106gを秤取して脱イオン水27mLに溶解して、濃度1.5mol/Lのシュウ酸溶液を得た。シュウ酸溶液を滴下時間50分間で前記で得たB5液に滴下し、滴下完了後、続けて5時間磁気攪拌し、その後反応系のpHをアンモニア水で11に調整した後、さらに0.5時間磁気攪拌した。この時に得た懸濁液をC5と記す。C5を90℃の脱イオン水で3回濾過洗浄し、得られた濾過物を100℃のオーブンに入れて6時間乾燥した。得られた乾燥物を1250℃で5時間保温し焼成することにより、最終的に2.79Gd2O3・SiO2・0.21Eu2O3・6.67×10−4Auの組成の発光材料を得た。
1.Pdナノ粒子ゾルの調製
塩化パラジウム(PdCl2・2H2O)0.53mgを秤取して脱イオン水29.04mLに溶解した。塩化パラジウムが完全に溶解した後、PVP15.0mgを秤取し、磁気攪拌下で塩化パラジウム水溶液に溶解した。水素化ホウ素ナトリウム3.8mgを秤取して脱イオン水10mLに溶解して、濃度1×10−2mol/Lの水素化ホウ素ナトリウム還元液を得た。磁気攪拌下で、還元剤と金属イオンとの質量比が3.2:1となる割合で、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0.96mLを迅速に添加し、その後続けて20分間反応させ、Pd含有量1×10−4mol/LのPdナノ粒子ゾル30mLを得た。
体積比2:1の割合で蒸留水12mLと無水アルコール6mLとを十分に混合し、前記で調製したPdナノ粒子ゾルを2mL加えて、混合液中のPd含有量を1×10−5mol/Lにした。硝酸を用いて混合液をpH4に調整した後、金属とTEOSとの質量比が5×10−5:1となる割合でTEOS0.004molを迅速に添加して、TEOSの溶液中の濃度を0.2mol/Lにし、その後25℃の室温でSiO2ゾルが形成するまで攪拌しながら反応させた。得られたゾルをA6と記す。Y3+及びEu3+の合計質量とTEOSの質量との比が2:1となる割合及びY3+:Eu3+のモル比が0.90:0.10となる割合で、Y2O31.626gとEu2O30.282gを秤取し、濃硝酸を用いてY2O3とEu2O3を溶解して、Y(NO3)3とEu(NO3)3の混合液10mLを調製した。得られた溶液のY3+とEu3+の全濃度は0.8mol/Lであった。得られたY(NO3)3とEu(NO3)3の混合溶液を先に得たA6液に加え、3時間磁気攪拌した。この時に得た混合液をB6と記す。その後1.3倍過剰でシュウ酸1.967gを秤取して脱イオン水31.2mLに溶解して、濃度0.5mol/Lのシュウ酸溶液を得た。シュウ酸溶液を滴下時間60分間で前記で得たB6液に滴下し、滴下完了後、続けて4.5時間磁気攪拌し、その後反応系のpHをアンモニア水で12に調整した後、さらに0.5時間磁気攪拌した。この時に得られた懸濁液をC6と記す。C6を100℃の脱イオン水で3回濾過洗浄し、得られた濾過物を110℃のオーブンに入れて4時間乾燥した。得られた乾燥物を1300℃で4時間保温し焼成することにより、1.8Y2O3・SiO2・0.2Eu2O3・5×10−5Pdの組成の発光材料を得た。
Claims (10)
- 発光マトリックス、並びに発光マトリックスにドープした活性化剤及び金属ナノ粒子を含む酸化物発光材料であって、前記発光マトリックスの化学組成はaRe2O3・bSiO2で表され、前記活性化剤はEu2O3であり、前記発光材料の化学組成はaRe2O3・bSiO2・cEu2O3・dMで表され、ここで、ReはGd、Y、又は両者の組み合わせであり、Mは金属ナノ粒子であり、a、b、c、及びdは、(a+c):b=0.5〜5、d:b=5×10−5〜5×10−3、c:(a+c)=0.02〜0.1の関係にある酸化物発光材料。
- 前記金属ナノ粒子の材質はAg、Au、Pt、Pdのうちの少なくとも1つであることを特徴とする、請求項1に記載の酸化物発光材料。
- 前記金属ナノ粒子の粒径は5nm〜100nmであることを特徴とする、請求項1に記載の酸化物発光材料。
- 金属ナノ粒子ゾルを取得する工程と、
前記金属ナノ粒子ゾルをアルコールと水の混合液に加え、pH値を2〜6に調整し、その後金属とオルトケイ酸エチルとの質量比が5×10−5:1〜5×10−3:1となる割合でオルトケイ酸エチルを添加し、温度25℃〜60℃の水浴で攪拌しながら反応させて、シリカ混合ゾルを形成する工程と、
硝酸イットリウム、硝酸ガドリニウムの両者のうちの少なくとも一方の総量と硝酸ユウロピウムとのモル比が0.98:0.02〜0.9:0.1となる割合で硝酸塩混合溶液を調製し、希土類金属イオン合計量とオルトケイ酸エチルとの質量比が0.5:1〜5:1となる割合で硝酸塩混合溶液をシリカ混合ゾルに加え、攪拌し、シュウ酸溶液を滴下して攪拌した後、pH値を7〜12に調整し、その後さらに攪拌して、シュウ酸塩前駆体溶液を得る工程と、
得られたシュウ酸塩前駆体溶液を濾過洗浄し、乾燥する工程と、
乾燥物を1000〜1300℃で4〜12時間保温して焼成して、前記酸化物発光材料を得、前記発光材料の化学組成はaRe2O3・bSiO2・cEu2O3・dMで表され、ここで、ReはGd、Y、又は両者の組み合わせであり、Mは金属ナノ粒子であり、a、b、c、及びdは、(a+c):b=0.5〜5、d:b=5×10−5〜5×10−3、c:(a+c)=0.02〜0.1の関係にある工程と、
を含む酸化物発光材料の調製方法。 - 前記金属ナノ粒子ゾルは、
金属化合物の可溶性溶液を調製する工程と、
水和ヒドラジン、アスコルビン酸、又は水素化ホウ素アルカリ金属を溶媒に溶解し、還元剤溶液を調製する工程と、
攪拌下で、最終に得られた金属ナノ粒子ゾル中における助剤の含有量が5×10−4g/mL〜4×10−3g/mLとなるように前記助剤を前記可溶性溶液に溶解する工程と、
攪拌下で、還元剤と金属イオンとの質量比が0.5:1〜4.8:1となる割合で助剤を含有する可溶性溶液と還元剤溶液を混合し、攪拌しながら10分間〜45分間反応させて、金属ナノ粒子ゾルを得る工程と、
により得ることを特徴とする、請求項4に記載の酸化物発光材料の調製方法。 - 前記シリカ混合ゾルを形成する工程は、水:アルコールの体積比が1:5〜2:1となる割合でアルコールと水の混合液を調製すること、得られた金属ナノ粒子ゾルを、混合液中の金属含有量が1×10−5mol/L〜1×10−3mol/Lとなるようにアルコールと水の混合液に加えて、pH値を2〜6に調整し、その後金属とオルトケイ酸エチルとの質量比が5×10−5:1〜5×10−3:1となる割合でオルトケイ酸エチルを添加して、オルトケイ酸エチルの溶液中の濃度を0.1mol/L〜0.5mol/Lとし、温度25℃〜60℃の水浴で攪拌しながら反応させ、シリカ混合ゾルを形成すること、を含むことを特徴とする、請求項4に記載の酸化物発光材料の調製方法。
- 前記硝酸塩混合溶液の形成工程は、硝酸塩を原料として、あるいは対応する希土類酸化物を濃硝酸に溶解して、硝酸イットリウム、硝酸ガドリニウムの両者のうちの少なくとも一方の総量と硝酸ユウロピウムとのモル比が0.98:0.02〜0.9:0.1となる割合で硝酸塩混合溶液を調製することを含み、調製した硝酸塩混合溶液における全ての金属イオンの全濃度は0.4mol/L〜1.8mol/Lであることを特徴とする、請求項4に記載の酸化物発光材料の調製方法。
- 硝酸塩混合溶液をシリカ混合ゾルに加える際に、金属イオンとオルトケイ酸エチルとの質量比が0.5:1〜5:1となる割合で1〜4時間攪拌しながら硝酸塩混合溶液とシリカ混合ゾルとを混合することを特徴とする、請求項4に記載の酸化物発光材料の調製方法。
- 前記シュウ酸塩前駆体溶液は、濃度0.5〜3mol/Lのシュウ酸溶液を硝酸塩混合溶液とシリカ混合ゾルとを含む混合系中に滴下時間を20〜60分間に制御しながら滴下し、滴下完了後続けて2〜5時間攪拌し、その後反応系のpH値を7〜12に調整し、さらに0.5〜2時間攪拌して、前記シュウ酸塩前駆体溶液を得る工程により得られることを特徴とする、請求項4に記載の酸化物発光材料の調製方法。
- 前記金属ナノ粒子ゾルは、銀、金、白金、パラジウムのうちの少なくとも1種類のナノ粒子ゾルであることを特徴とする、請求項4に記載の酸化物発光材料の調製方法。
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