バナジン酸塩の合成法
【課題】量産性の高い新規のバナジン酸塩の合成法を提供する。
【解決手段】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＲｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ３を得た。室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＣｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ３を得た。
【解決手段】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＲｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ３を得た。室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＣｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ３を得た。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バナジン酸塩の合成法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バナジン酸塩であるＣｓＶＯ３とＲｂＶＯ３は、母体発光を示す高効率な蛍光体材料であることが知られている（非特許文献１）。そして、最近、この蛍光体材料が希土類を含まない蛍光材料としては異常に高い蛍光量子効率（ＣｓＶＯ３：８７％、ＲｂＶＯ３：７９％）を示すことと、連続的な真空紫外線照射を行うことによりこの材料を有機基板上で室温製膜できることが明らかになった（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Zeitscrift fuer Physik, 147, 350-360 (1957)
【非特許文献２】Direct Fabrication of Metavanadate Phosphor Films on Organic Substrates for White Light Emitting Devices, T. Nakajima, M. Isobe, T. Tsuchiya, Y. Ueda and T. Kumagai; Nature Materials 7 (2008) 735
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、真空紫外線照射装置は、特殊かつ高価な装置であり量産性は全くない。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、量産性の高い新規のバナジン酸塩の合成法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため種々検討した結果、室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させるだけで固相反応が進行し、結晶性のバナジン酸塩が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明のバナジン酸塩の合成法は、室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＲｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ３を得ることを特徴とする。
【０００８】
また、室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＣｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ３を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、量産性の高い新規のバナジン酸塩の合成法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を接触させたときの写真である。
【図２】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を接触させてから５分、１５分、４５分、６０分、６時間経過したときに波長３６５ｎｍの紫外線を照射して撮影した写真である。
【図３】室温、アルゴン雰囲気下でＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を接触させてから５分、１５分、４５分、６０分経過したときに波長３６５ｎｍの紫外線を照射して撮影した写真である。
【図４】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＸ線回析パターンである。
【図５】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＳＥＭ画像である。
【図６】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルである。
【図７】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ３の蛍光発光の色度図である。
【図８】Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を水で混合して作成したスラリーをプラスチック基板に塗布し、室温、空気中で乾燥させることによって得られたＲｂＶＯ３の薄膜の写真である。
【図９】室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＸ線回析パターンである。
【図１０】室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＣｓＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルであり、図６のＲｂＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルに重ねて示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のバナジン酸塩の合成法は、室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＲｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ３を得るものである。
【００１２】
また、室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＣｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ３を得るものである。
【００１３】
この固相反応は、室温、空気中において、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末、或いはＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を接触させることのみにより開始、進行し、その他の操作を必要としない。
【００１４】
なお、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させるときに、或いは、Ｃｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させるときに、若干量の水を添加することにより、Ｒｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５との固相反応、或いは、Ｃｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５との固相反応を促進させることができる。
【００１５】
このように、本発明によれば、従来の合成法とは異なり焼成を要せず、容易にバナジン酸塩を合成することができる。本発明は、蛍光体材料のほか、例えば、触媒、顔料、電極材料など、ほかの材料分野への展開も期待される。
【００１６】
また、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末、或いは、Ｃｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を水で混合して作成したスラリーを基板に塗布し、室温で乾燥させることで、結晶性のＲｂＶＯ３、或いは、結晶性のＣｓＶＯ３の薄膜を得ることができる。すなわち、真空紫外線照射装置などの真空系装置を用いなくとも、通常の塗布法により蛍光体材料の薄膜を得ることができる。このようにして得られた薄膜は、フレキシブル照明、太陽電池用波長変換膜などへの応用が可能であると考えられる。
【００１７】
一般的に、無機蛍光体の合成には、通常のセラミックス材料と同様に熱処理が必要であり、室温において結晶性の蛍光体材料を特別なプロセスなしに結晶化させた例は知られていない。
【００１８】
以下、具体的な実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１に示すように、室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させた。波長３６５ｎｍの紫外線を照射しながら観察したところ、図２に示すように、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末の接触界面から蛍光が観察され、Ｒｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５との固相反応が進行していることが確認された。なお、室温、アルゴン雰囲気下でＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させた場合には、図３に示すように、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末の接触界面から蛍光は観察されなかった。
【００２０】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＸ線回析パターンを図４に示す。シミュレーションしたパターンと比較すると、それぞれのピークが合致しており、結晶性のＲｂＶＯ３が単一相で生成したことが確認された。
【００２１】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＳＥＭ画像を図５に示す。平均粒径１μｍ以下の微粒子が得られたことが確認された。
【００２２】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルを図６に示す。近紫外線により励起されて視感度の高い緑色領域に中心を持つブロードな発光波長の白色発光を示した。
【００２３】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ３の蛍光発光の色度図を図７に示す。やや黄緑色領域であるが、白色領域に値を示した。
【実施例２】
【００２４】
Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を水で混合して作成したスラリーをプラスチック基板に塗布し、室温、空気中で乾燥させた。
【００２５】
得られたＲｂＶＯ３の薄膜の写真を図８に示す。基板を折り曲げても薄膜が剥離することがなかった。
【実施例３】
【００２６】
室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させた。実施例１と同様に、結晶性のＣｓＶＯ３が得られた。
【００２７】
室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＸ線回析パターンを図９に示す。ＲｂＶＯ３の場合と比較して反応がやや遅く原料が少し残っているため原料のピークも観察されたが、シミュレーションしたパターンと比較したところ、結晶性のＣｓＶＯ３が主相で生成したことが確認された。
【００２８】
室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＣｓＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルを図１０に示す。近紫外線により励起されて視感度の高い緑色領域に中心を持つブロードな発光波長の白色発光を示した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バナジン酸塩の合成法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バナジン酸塩であるＣｓＶＯ３とＲｂＶＯ３は、母体発光を示す高効率な蛍光体材料であることが知られている（非特許文献１）。そして、最近、この蛍光体材料が希土類を含まない蛍光材料としては異常に高い蛍光量子効率（ＣｓＶＯ３：８７％、ＲｂＶＯ３：７９％）を示すことと、連続的な真空紫外線照射を行うことによりこの材料を有機基板上で室温製膜できることが明らかになった（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Zeitscrift fuer Physik, 147, 350-360 (1957)
【非特許文献２】Direct Fabrication of Metavanadate Phosphor Films on Organic Substrates for White Light Emitting Devices, T. Nakajima, M. Isobe, T. Tsuchiya, Y. Ueda and T. Kumagai; Nature Materials 7 (2008) 735
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、真空紫外線照射装置は、特殊かつ高価な装置であり量産性は全くない。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、量産性の高い新規のバナジン酸塩の合成法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため種々検討した結果、室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させるだけで固相反応が進行し、結晶性のバナジン酸塩が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明のバナジン酸塩の合成法は、室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＲｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ３を得ることを特徴とする。
【０００８】
また、室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＣｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ３を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、量産性の高い新規のバナジン酸塩の合成法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を接触させたときの写真である。
【図２】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を接触させてから５分、１５分、４５分、６０分、６時間経過したときに波長３６５ｎｍの紫外線を照射して撮影した写真である。
【図３】室温、アルゴン雰囲気下でＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を接触させてから５分、１５分、４５分、６０分経過したときに波長３６５ｎｍの紫外線を照射して撮影した写真である。
【図４】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＸ線回析パターンである。
【図５】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＳＥＭ画像である。
【図６】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルである。
【図７】室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ３の蛍光発光の色度図である。
【図８】Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を水で混合して作成したスラリーをプラスチック基板に塗布し、室温、空気中で乾燥させることによって得られたＲｂＶＯ３の薄膜の写真である。
【図９】室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＸ線回析パターンである。
【図１０】室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＣｓＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルであり、図６のＲｂＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルに重ねて示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のバナジン酸塩の合成法は、室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＲｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ３を得るものである。
【００１２】
また、室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＣｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ３を得るものである。
【００１３】
この固相反応は、室温、空気中において、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末、或いはＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を接触させることのみにより開始、進行し、その他の操作を必要としない。
【００１４】
なお、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させるときに、或いは、Ｃｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させるときに、若干量の水を添加することにより、Ｒｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５との固相反応、或いは、Ｃｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５との固相反応を促進させることができる。
【００１５】
このように、本発明によれば、従来の合成法とは異なり焼成を要せず、容易にバナジン酸塩を合成することができる。本発明は、蛍光体材料のほか、例えば、触媒、顔料、電極材料など、ほかの材料分野への展開も期待される。
【００１６】
また、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末、或いは、Ｃｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を水で混合して作成したスラリーを基板に塗布し、室温で乾燥させることで、結晶性のＲｂＶＯ３、或いは、結晶性のＣｓＶＯ３の薄膜を得ることができる。すなわち、真空紫外線照射装置などの真空系装置を用いなくとも、通常の塗布法により蛍光体材料の薄膜を得ることができる。このようにして得られた薄膜は、フレキシブル照明、太陽電池用波長変換膜などへの応用が可能であると考えられる。
【００１７】
一般的に、無機蛍光体の合成には、通常のセラミックス材料と同様に熱処理が必要であり、室温において結晶性の蛍光体材料を特別なプロセスなしに結晶化させた例は知られていない。
【００１８】
以下、具体的な実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１に示すように、室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させた。波長３６５ｎｍの紫外線を照射しながら観察したところ、図２に示すように、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末の接触界面から蛍光が観察され、Ｒｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５との固相反応が進行していることが確認された。なお、室温、アルゴン雰囲気下でＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させた場合には、図３に示すように、Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末の接触界面から蛍光は観察されなかった。
【００２０】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＸ線回析パターンを図４に示す。シミュレーションしたパターンと比較すると、それぞれのピークが合致しており、結晶性のＲｂＶＯ３が単一相で生成したことが確認された。
【００２１】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＳＥＭ画像を図５に示す。平均粒径１μｍ以下の微粒子が得られたことが確認された。
【００２２】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルを図６に示す。近紫外線により励起されて視感度の高い緑色領域に中心を持つブロードな発光波長の白色発光を示した。
【００２３】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＲｂＶＯ３の蛍光発光の色度図を図７に示す。やや黄緑色領域であるが、白色領域に値を示した。
【実施例２】
【００２４】
Ｒｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を水で混合して作成したスラリーをプラスチック基板に塗布し、室温、空気中で乾燥させた。
【００２５】
得られたＲｂＶＯ３の薄膜の写真を図８に示す。基板を折り曲げても薄膜が剥離することがなかった。
【実施例３】
【００２６】
室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させた。実施例１と同様に、結晶性のＣｓＶＯ３が得られた。
【００２７】
室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合した後のＸ線回析パターンを図９に示す。ＲｂＶＯ３の場合と比較して反応がやや遅く原料が少し残っているため原料のピークも観察されたが、シミュレーションしたパターンと比較したところ、結晶性のＣｓＶＯ３が主相で生成したことが確認された。
【００２８】
室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末を混合することにより得られたＣｓＶＯ３の励起スペクトルと発光スペクトルを図１０に示す。近紫外線により励起されて視感度の高い緑色領域に中心を持つブロードな発光波長の白色発光を示した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＲｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ３を得ることを特徴とするバナジン酸塩の合成法。
【請求項２】
室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＣｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ３を得ることを特徴とするバナジン酸塩の合成法。
【請求項１】
室温、空気中においてＲｂ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＲｂ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＲｂＶＯ３を得ることを特徴とするバナジン酸塩の合成法。
【請求項２】
室温、空気中においてＣｓ２ＣＯ３粉末とＶ２Ｏ５粉末とを接触させることのみによりＣｓ２ＣＯ３とＶ２Ｏ５とを固相反応させて結晶性のＣｓＶＯ３を得ることを特徴とするバナジン酸塩の合成法。
【図４】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１６６７０（Ｐ２０１１−１６６７０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６０５２１（Ｐ２００９−１６０５２１）
【出願日】平成２１年７月７日（２００９．７．７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００９年年会講演予稿集 平成２１年３月１６日 社団法人日本セラミックス協会発行
【出願人】（３０４０２７２７９）国立大学法人 新潟大学 (310)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月７日（２００９．７．７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００９年年会講演予稿集 平成２１年３月１６日 社団法人日本セラミックス協会発行
【出願人】（３０４０２７２７９）国立大学法人 新潟大学 (310)
【Ｆターム（参考）】
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