- Với hàm lượng nhỏ, Tween có tác dụng làm tăng độ phát quang.
- Độ phát quang cực đại tại 7.4 ứng với tỷ lệ Tween 80/Vphản ứng=0.8% thể tích trong khi với hệ dùng NaOH thì tỷ lệ thích hợp nhất là 0.6% thể tích.
- Độ phát quang 7.4 cao gấp 1.95 lần so với mẫu sáng nhất của hệ dùng amoniac khơng có phụ gia – mẫu 5.5. Cường độ phát quang này cũng cao hơn độ phát quang của mẫu 3.3 (mẫu sáng nhất của hệ NaOH-Tween). Kết quả này một lần nữa khẳng định hiệu quả tổng hợp khi dùng amoniac so với NaOH.
VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau Zn2SiO4:Mn - M4
37-1485 (* ) - Willemite, syn - Zn2SiO4 - Y: 48.57 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54056
File: Dung-DHBK-Zn2SiO4-Mn (M4).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 15.000 ° - End: 69.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1.0 s - Temp.: 25.0 ° C (Room) - Anode: Cu - Creation: 05/15/07 14:18:36
L in ( C p s ) 0 1000 2000 3000 4000 2-Theta - Scale 15 20 30 40 50 60 70 d = 4 .3 4 9 d = 4 .1 0 2 d = 4 .0 3 0 d = 3 .4 8 9 d = 3 .2 6 3 d = 3 .1 5 5 d = 2 .8 3 7 1 d = 2 .6 3 4 7 d = 2 .3 1 8 6 d = 2 .1 4 3 5 d = 2 .0 1 1 7 d = 1 .9 3 3 4 d = 1 .8 6 0 3 d = 1 .6 8 8 6 d = 1 .6 4 1 4 d = 1 .5 9 9 4 d = 1 .5 5 2 1 d = 1 .5 2 0 2 d = 1 .4 2 1 4 d = 1 .3 9 4 5 d = 1 .3 6 5 9 Hình 3.18: Giản đồ XRD mẫu 7.4
Giản đồ XRD của mẫu 7.4 cũng cho thấy cấu trúc tinh thể tương tự các mẫu đã tổng hợp. Tuy nhiên, các pic của 7.4 có cường độ và độ sắc nét cao hơn hẳn so với các mẫu khác. Điều này thể hiện cho cường độ phát quang vượt trội của nó.
Hình 3.19: Ảnh SEM mẫu 7.4
Ảnh SEM của mẫu 7.4 cho thấy các hạt tinh thể có độ kết tụ thấp hơn mẫu sử dụng amoni citrat 6.3. Mẫu bao gồm các hạt nhỏ dưới 0.1μm.
Nhận xét:
- Với hàm lượng nhỏ, Tween có tác dụng làm tăng độ phát quang.
- Độ phát quang cực đại tại 7.4 ứng với tỷ lệ Tween 80/Vphản ứng=0.8% thể tích trong khi với hệ dùng NaOH thì tỷ lệ thích hợp nhất là 0.6% thể tích.
- Độ phát quang 7.4 cao gấp 1.95 lần so với mẫu sáng nhất của hệ dùng amoniac khơng có phụ gia – mẫu 5.5. Cường độ phát quang này cũng cao hơn độ phát quang của mẫu 3.3 (mẫu sáng nhất của hệ NaOH-Tween). Kết quả này một lần nữa khẳng định hiệu quả tổng hợp khi dùng amoniac so với NaOH.
- Giản đồ XRD của mẫu 7.4 cũng cho thấy cấu trúc tinh thể tương tự các mẫu đã
tổng hợp. Tuy nhiên, các pic của 7.4 có cường độ và độ sắc nét cao hơn hẳn so với các mẫu khác. Điều này thể hiện cho cường độ phát quang vượt trội của nó.
- Ảnh SEM của mẫu 7.4 cho thấy các hạt tinh thể có độ kết tụ thấp hơn mẫu sử dụng amoni citrat 6.3. Ta dễ dàng nhận thấy mẫu bao gồm các hạt nhỏ dưới 0.1μm.
KẾT LUẬN
Dựa trên kết quả đã nghiên cứu có thể rút ra một số các kết luận sau: (1) Hệ precursor dùng NH4OH có độ phát quang cao hơn hệ dùng NaOH: + Tỷ lệ mol thích hợp nhất với hệ dùng NaOH là Zn:OH=2:1
+ Tỷ lệ mol thích hợp nhất với hệ dùng NH4OH là Zn:OH=2:2
(2) Các chất phụ gia Sorbitol, Tween 80, amoni citrat với hàm lượng nhỏ đều có tác dụng làm tăng độ phát quang:
+ Với hệ dùng NaOH: tỷ lệ thích hợp nhất là sorbitol/Zn=5% mol và 0.6ml Tween80/100ml phản ứng
+ Với hệ dùng NH4OH: tỷ lệ thích hợp nhất là 1mol amoni citrat /2mol Zn và 0.8ml Tween/100ml phản ứng
+ Độ phát quang cao nhất ứng với 2mol Zn:1mol Si:0.02mol Mn:2mol NH4OH và 0.8ml Tween/100ml dung dịch phản ứng. Sản phẩm phát ra ánh sáng màu lục bước sóng 522.5nm cường độ 36580 counts khi bị kích thích bởi tia tử ngoại 325nm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1.Bùi Thị Vân Anh (2007), Nghiên cứu tổng hợp chất phát quang kẽm silicat kích
hoạt mangan, Luận văn thạc sĩ hóa học, Trường Đại học bách khoa Hà Nội.
2. La Văn Bình (2000), Khoa học và công nghệ vật liệu, Đại học Bách Khoa
Hà Nội.
3. Hoàng Ngọc Cang, Hồng Nhâm (1990), Hóa học vơ cơ, NXB Đại học và
Trung học chuyên nghiệp Hà Nội.
4. Lê Công Dưỡng (1997), Vật liệu học, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
5. Từ Văn Mặc (2003), Phân tích hóa lý và phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
6. Phan văn Tường (2005), Vật liệu vô cơ, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 7. Nguyễn Văn Xuyến (2004), Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
Tiếng Anh
8. Antoinette Morell and Nathalie Goumard (1997), Phosphor material based on manganese – doped zinc silicate and method for obtaining such a material, Patent
number: US5645761.
9. A. Roy, S. Polarz and S. Rabe (2004), First preparation of nanocrystalline zinc
silicate by chemical vapor synthesis using an organometallic single-source precursor.
10. Cao, Guozhong (2004), Nano structures and nanomaterials. Synthesis,
Properties, and Applications, Imperial College Press.
11. D. Y. Kong, M. Yu, C.K. Lin, X. M. Liu, J. Lin and J. Fang (2005), “Sol – gel synthesis and characterization of Zn2SiO4:Mn@SiO2 spherical core – shell particles”, Journal of The Electrochemical Society, Vol.152 (9), pp.146-151.
12. Fuhai Su, Baoshan Ma and Kun Ding (2004), Luminescence temperature and pressure studies of Zn2SiO4 phosphors doped with Mn2+ and Eu3+ ions.
13. Ha Kyun Jung, Bu Young Sung and Hee Dong Park (2004), Preparing green phosphor based on zinc orthosilicate, Patent number: US6716369
14. Hideki Hoshino and Satoshi Ito (2004), Zinc silicate system phosphor, method for producing the same, zinc silicate system phosphor paste, and display device,
Patent number: US 0075386.
15. Kai Su, T. Tilley, Michael J. Sailor (1996), Molecular and Polymeric precursor routes to manganese – doped zinc orthosilicate phosphors, Journal of The American chemistry society, Vol.118 (14), pp.3459-3468.
16. Karl A. Franz (1996), Luminescent materials from Ullmann’s Encyclopedia of Industryal Chemistry, Vol.A15, pp.519-557.
17. Klabunde, Kenneth J (2001), Nanoscale Materials in Chemistry, Wiley Interscience.
18. Koch, Carl C (2001), Nanostructured Materials, Processing, Synthesis, Properties, and Applications, Noyes publication.
19. Leng, Yang (2008), Materials Characterization- Introduction to Microscopic and Spectroscopic Methods Copyright © John Wiley & Sons Singapore.
20. Lesley E. Smart, Elaine A. Moore (2005), Solid State Chemistry, Taylor & Francis.
21. M C Parmar, W D Zhuang, K V R Murthy, X W Huang, Y S Hu, V Natarajan (2009), Role of SiO2 in Zn2SiO4:Mn2+ phosphor used in optoelectronic materials,
Indian Journal of Engineering & Materials Sciences, Vol. 16
22. Nikolai I. Maliavski, Oleg V. Dushkin, Giovanni Scarinci (2001), Low – temperature synthesis of some orthosilicates.
23. Nonninger Ralph (2002), Production of nano-scale zinc silicate doped with manganese used as a luminescent pigment, comprises precursor formed by reacting an aqueous solution with a base, and hydrothermally crystallizing the precursor,
Patent number: US8721926
24. N. Taghavinia, G. Lerondel, H. Makino, A. Parisini, A. Yamamoto, T. Yao, Y. Kawazoe, and T. Goto (2002), Structural and Optical Properties of Oxidized Porous Silicon Layers Activated by Zn2SiO4: Mn2+, Journal of The Electrochemical Society, 149, pp. 171-175
25. S. Zh Karazhanov, P. Ravindran, P. Vajeeston, A. Ulyashin, H. Fjellvag, and B. G. Sensson (2006). Electronic structure and optical properties of ZnSiO3 and Zn2SiO4.
26. Xue Yu, Yuhua Wang (2009), Synthesis and VUV spectral properties of nanoscaled Zn2SiO4:Mn2+ green phosphor, Journal of Physics and Chemistry of Solids,70, pp.1146-1149