Спосіб одержання наночастинок сульфіду кадмію для люмінофорів

Спосіб отримання наночастинок сульфіду кадмію для люмінофорів, який полягає в тому, що на водний розчин солі кадмію впливають речовиною із вмістом сірки при безперервному перемішуванні, який відрізняється тим, що як водний розчин солі кадмію використовують 0,025 М нітрату кадмію у 3-7 % розчині желатини, а як речовину із вмістом сірки - 0,25 М сульфіду сірки, який приливають у водний розчин нітрату кадмію з желатиною при температурі 40 °С. (19) (21) u200712247 (22) 05.11.2007 (24) 25.01.2008 (72) СКОБЄЄВА ВАЛЕНТИНА МИХАЙЛІВНА, UA, СМИНТИНА ВАЛЕНТИН АНДРІЙОВИЧ, UA, МАЛУШИН МИКОЛА ВАСИЛЬОВИЧ, UA (73) ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. І.І. МЕЧНИКОВА, UA (56) 3 29893 4 наявність пристроїв для забезпечення високої випромінювальними характеристиками швидкості перемішування розчину, а також напівпровідникового матеріалу. пристрою для виводу інертних газів за допомогою Розміри синтезованих наночастинок зовнішнього циркуляційного контуру, який містить розраховували із спектрів поглинання, згідно в собі горизонтальний сепаратор і переточні методики, яка опублікована у роботі: труби. [Н.Р. Кулиш, В.П. Кунец, М.П. Лисица. 3. Токсичність газоподібного сірководню. Определение параметров полупроводниковых Задачею, на рішення якої направлена квантовых точек в стеклянных матрицах из запропонована корисна модель, є створення спектров поглощения, люминесценции и способу отримання наночастинок сульфіду кадмію насыщения оптического поглощения. // Физика з малим розміром (середній радіус 2÷6нм), які твердого тела. - 1997. - Т.39. - №10. - С.1865мають велику питому поверхню, що забезпечує 1870]. отримання технічного результату - багаторазове Інтенсивність люмінесценції вимірювали у підвищення інтенсивності люмінесценції при відносних одиницях шляхом порівняння з використанні наночастинок CdS в якості еталонним люмінофором - флюоресцином, люмінофорів. енергетичний вихід люмінесценції якого дорівнює Поставлена задача досягається тим, що, 80% і спектральний склад люмінесценції якого не згідно запропонованої корисної моделі, спосіб залежить від довжини хвилі збуджуючого світла отримання наночастинок сульфіду кадмію для згідно стандартної методики, яка надана у люмінофорів полягає в тому, що на водний розчин монографії: солі кадмію впливають речовиною із вмістом сірки [В.Л. Левшин. Фотолюминесценция жидких и при безперервному переміщуванні, який твердых веществ. М.-Л. Гостехиздат, 1951. - c.64]. відрізняється тим, що у якості водного розчину Описаний спосіб дозволяє у декілька разів солі кадмію використовують 0,025М нітрату кадмію підвищити інтенсивність люмінесценції зразків. у 3÷7% розчині желатини, а у якості речовини із Багаторазове випробування описаного вмістом сірки - 0,25М сульфіду сірки, який способу було проведено в лабораторії приливають у водний розчин нітрату кадмію з напівпровідникової електроніки Науковожелатиною при температурі 40°С, а розчин дослідного інституту фізики Одеського безперервно перемішують. національного університету ім. І.І. Мечникова. На Фіг.1 приведено зображення зовнішнього Запропонований спосіб отримання вигляду зразка, що отриманий за способом, який наночастинок сульфіду кадмію пояснюється пропонується. Видно, що отримана плівка є слідуючими прикладами. однорідною, прозорою, не здатною до Приклад №1 спотворення зображення тексту. У розчин, який складається з 50мл 1% водного Спосіб, що пропонується полягає в тому, що у розчину желатини і 10мл 0,025М водного розчину водний розчин желатини з концентрацією 3÷7% С(NO3)2, приливали 10мл 0,25М розчину Na2S при вливають водний 0.025М розчин нитрату кадмію температурі 40°С. Розчин безперервно Сd(NO3)2 і при безперервному перемішуванні з переміщували за допомогою магнітної мішалки з швидкістю 250об/хв при температурі розчинення швидкістю 250об/мін. Після закінчення синтезу желатинового студню (40°С) приливають 0,25М розчин поливали на підкладки і висушували при водного розчину сульфіду натрію Na2S. В температурі 25°С. Середній радіус синтезованих результаті хімічної реакції між нітратом кадмію і наночастинок CdS, що оцінений із спектра сульфідом натрію в водному розчині желатини поглинання, дорівнював 5,0-6,0нм. Вихід утворюються наночастинки сульфіду кадмію CdS, люмінесценції дорівнював 3 відн.од. які, завдяки стабілізуючої властивості желатини, Приклад №2 не коагулюють і знаходяться у взмуленому стані. Умови синтезу такі, що і в прикладі №1, за Після закінчення хімічної реакції отриманий виключенням того, що концентрація желатинового розчин, який містить вирощені наночастинки розчину дорівнювала 3%. Середній радіус сульфіду кадмію, поливають на поверхню наночастинок CdS, що оцінений із спектра підкладки для люмінофору і висушують при поглинання наночастинок, дорівнював 4,0-4,5нм. температурі 25°С. У якості підкладки можуть бути Вихід люмінесценції дорівнював 7 відн.од. використані такі матеріали, як скло, кварц, Приклад №3 органічні плівки, металева фольга. В процесі Умови синтезу такі, що і в прикладі №1, за висушування відбувається полімеризація виключенням того, що концентрація желатинового желатини. В результаті отримують забарвлену у розчину дорівнювала 5%. Середній радіус жовтий колір прозору плівку, яка складається із наночастинок CdS, що оцінений із спектра наночастинок сульфіду кадмію, що дисперговані в поглинання наночастинок, дорівнював 2,8-3,2нм. полімеризованій желатині (див. фотографію Вихід люмінесценції дорівнював 10 відн.од. зовнішнього вигляду плівки на Фіг.1.). Товщина Приклад №4 плівки може змінюватись в інтервалі від 2 до Умови синтезу такі, що і в прикладі №1, за 50мкм. Розмір поверхні зразків визначається виключенням того, що концентрація желатинового розміром підкладки. розчину дорівнювала 7%. Середній радіус Плівка, при необхідності, може бути наночастинок CdS, що оцінений із спектра відокремлена від підкладки і може уявляти собою поглинання наночастинок, дорівнював 1,8-2,2нм. люмінесціруючий об’єкт, який володіє гнучкими і Вихід люмінесценції дорівнював 8 відн.од. еластичними властивостями полімеру і Приклад №5 5 29893 6 При здійсненні запропонованого способу при рахунок використання нетоксичного водного концентраціях желатинового розчину менш ніж 1% розчину сульфіду натрію замість токсичного і і більш ніж 7% синтез наночастинок ускладнюється небезпечного для здоров’я людини газоподібного через те, що: сірководню, що приводило в прототипі до - при концентраціях желатинового розчину ускладнення технічного устаткування реактору; менш ніж 1% концентрація молекул желатини у - робоча площа зразків може мати великі розчині була недостатньою для стабілізації росту розміри в залежності від пристрою, де буде усіх наночастинок, в результаті чого використовуватися люмінофор, отриманий спостерігалася значна дисперсія розмірів наливанням суспензії наночастинок на будь яку наночастинок, а також погіршувалася здатність велику площу люмінофора. желатини до гелєутворення, що не забезпечувала економічні та екологічні переваги необхідні міцністні характеристики плівок. запропонованого способу базуються на - при концентраціях желатинового розчину використанні для виготовлення наночастинок більш ніж 7% в’язкість желатинового розчину дуже екологічно безпечної, дешевої речовини зростала, що погіршувало дифузійні властивості желатини, типового хімічного обладнання, реагуючих компонентів, внаслідок чого синтез доступності та малокоштовності реагентів, що наночастинок сульфіду кадмію не відбувався. використовуються. На наш розрахунок Приклад №6 (Випробування зразків за люмінофори, які виготовлені за запропонованим прототипом). способом коштують дешевше, більш ніж у 5 разів, Проведено синтез частинок CdS без ніж люмінофори, що отримані за прототипом; застосування желатинового розчину при умовах - спосіб є неенергомістким завдяки відсутності наближених до прототипу, в результаті чого були технологічних операцій при високих температурах. вирощені частинки з великими розмірами. Інтенсивність випромінення зразків за Середній радіус частинок, що оцінювали оптикопрототипом складає 10%÷14% від інтенсивності мікроскопічним методом, дорівнював 3-6мкм. зразків, що отримані за прикладами №2÷№4. Результати вимірювань інтенсивності Таким чином, пропонуємий спосіб по ряду люмінесценції та розрахованих середніх радіусів споживчих властивостей, особливо по синтезованих наночастинок приведено у таблиці. інтенсивності люмінесцентного випромінення, суттєво перевищує спосіб-прототип. Таблиця Спосіб підготовлено для передачі до спеціалізованого підприємства для виробництва Залежність інтенсивності люмінесценції наночастинок сульфіду люмінофорів. кадмію від концентрації розчину желатини і середнього радіусу наночастинок сульфіду кадмію № Концентрація розчину желатини, прикладу % 1 1 2 3 3 5 4 7 менш ніж 1%, 5 більш ніж 7% 6 прототип Середній радіус частинок CdS, 5,0-6,0нм 4,0-4,5нм 2,8-3,2нм 1,8-2,2нм Інтенсивність люмінесценції, відн.од. 3 7 10 8 7-15нм 1 3-6мкм 1 Порівняльний аналіз інтенсивності світіння наночастинок CdS за прикладами показує, що найбільшу інтенсивність світіння мають зразки, отримані за пропонованим способом за прикладами №2÷№4 і відповідають концентрації желатини 3%÷7%. У порівнянні з прототипом позитивний ефект від реалізації запропонованого способу пов’язаний з такими факторами: - завдяки стабілізаційним властивостям желатинового розчину відбувається обмеження середнього радіусу частинок сульфіду кадмію до нанорозмірів (2-6нм); - здійснюється збільшення ефективності люмінесценції наночастинок сульфіду кадмію в порівнянні з мікрокристалами за рахунок того, що, внаслідок збільшення відношення поверхні до об’єму, концентрація центрів світіння, які локалізовані на поверхні наночастинок на декілька порядків більше ніж в мікрокристалах; - здійснюється поліпшення умов праці за