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不溶于水的金屬氫氧化物及其制備方法_2

文檔序號(hào):9927242閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
金屬的金屬鹽為選自銅系金屬鹽、過(guò)渡金屬鹽和后過(guò)渡 金屬鹽中的一種或更多種金屬鹽。
[0031] 在某個(gè)實(shí)施方案中,銅系金屬選自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、化、 Tm、孔和 Lu ;過(guò)渡金屬選自 Μη、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Ru、化、Ag、Cd、Ir、W、Au 和 Hg ;并 且后過(guò)渡金屬選自Al、Ga、In、Sn、Tl、化和Bi。
[0032] 在某個(gè)實(shí)施方案中,第一金屬為選自Y、Pr、化、Gt化、Er、Tm和孔中的一種或更 多種金屬。
[0033] 在某個(gè)實(shí)施方案中,第二金屬的金屬鹽選自堿金屬鹽和堿±金屬鹽,并且更具體 地,為包含Li、化、K、化、Cs、化、Be、Mg、Ca、Sr、Ba或Ra的鹽化合物。
[0034] 在某個(gè)實(shí)施方案中,不溶于水的金屬氨氧化物W等于或大于第一金屬的量中至少 之一的量包含第二金屬(參見(jiàn):表1)。
[0035] 在某個(gè)實(shí)施方案中,在400°C W上至小于700°C的溫度下執(zhí)行高溫?zé)崽幚怼?br>[0036] 隨后,使燃燒產(chǎn)物(粉末)經(jīng)歷二次高溫?zé)崽幚怼Mㄟ^(guò)高溫?zé)崽幚砀鼜氐椎赝瓿?氧化,并且根據(jù)先前添加的第二金屬的金屬鹽的量來(lái)確定高溫?zé)崽幚淼臅r(shí)間??蒞在大氣、 99 %的氧氣、99 %的氨氣或99 %的氮?dú)庀聢?zhí)行二次高溫?zé)崽幚聿襟E。
[0037] 在某個(gè)實(shí)施方案中,在從700°C至小于1300°C的溫度范圍內(nèi)、或者更具體地在從 800°C W上至小于1200°C的溫度范圍內(nèi)執(zhí)行高溫?zé)崽幚怼?br>[0038] 在某個(gè)實(shí)施方案中,執(zhí)行高溫?zé)崽幚?小時(shí)至4小時(shí)、更具體地2小時(shí),但不限于 此。目P,高溫?zé)崽幚淼臅r(shí)間可W根據(jù)在步驟(制備混合水溶液的步驟)中添加的第二金屬 的金屬鹽的量而變化。
[0039] 在某個(gè)實(shí)施方案中,金屬氨氧化物中保留的第二金屬的金屬鹽的量與第一金屬的 金屬鹽的量相比在0. 0001原子%至70原子%的范圍內(nèi),更具體地在0. 0001原子%至60 原子%的范圍內(nèi),并且更具體地在0. 001原子%至50原子%的范圍內(nèi)。
[0040] 另外,本發(fā)明人確定:借助根據(jù)第二金屬的金屬鹽的量的方法W及高溫?zé)崽幚淼?條件(溫度和時(shí)間),可W得到由僅氨氧化物構(gòu)成的最終金屬氨氧化物(參見(jiàn):實(shí)施例1至 實(shí)施例28),并且還可W獲得包含金屬氧化物的金屬氨氧化物。
[0041] 將已經(jīng)經(jīng)歷二次高溫?zé)崽幚淼牡玫降漠a(chǎn)物冷卻至室溫,并且然后用適量(例如, 5ml至10ml)的水溶液重復(fù)洗涂,更具體地洗涂1次至10次,更為具體地洗涂2次至7次, W及更加具體地洗涂3次至5次。洗涂工藝通過(guò)水合反應(yīng)去除過(guò)量存在于通過(guò)先前步驟制 備的金屬氧化物層之間的第二金屬組分,然后形成不溶于水的金屬氨氧化物。
[0042] 因此,本方法可W在非常短的時(shí)間內(nèi)有效制備包含少量第二金屬并且具有高的結(jié) 晶度和相純度的不溶于水的金屬氨氧化物。
[0043] 通過(guò)上述方法制備的不溶于水的金屬氨氧化物通過(guò)下式1表示:
[0044] 式 1
[0045] Mix〇x/2(〇H)3x:rt
[0046] 在式1中,Μ為選自銅系金屬、過(guò)渡金屬和后過(guò)渡金屬中的一種或更多種金屬;N為 堿金屬或堿上金屬;并且X為2. 9的實(shí)數(shù)且W為0. 00001《W《0. 5的實(shí)數(shù)。
[0047] 在某個(gè)實(shí)施方案中,Μ為選自Y、Pr、化、Gt化、Er、Tm和孔中的一種或更多種金 屬,并且N選自Li、化、K、化、Cs和化。
[0048] 在根據(jù)本發(fā)明的制備方法中,通過(guò)式1表示的不溶于水的金屬氨氧化物表明沒(méi)有 被徹底氨氧化的化合物,并且在本發(fā)明中徹底完成氨氧化的情況下(即在X = 0的情況 下),提供了通過(guò)下式4表示的不溶于水的金屬氨氧化物:
[0049] 式 4 陽(yáng)0 加]M(0H)3:Nw
[0051] 在式4中,Μ為選自銅系金屬、過(guò)渡金屬和后過(guò)渡金屬中的一種或更多種金屬;N為 堿金屬或堿上金屬;并且W為0. 00001《W《0. 5的實(shí)數(shù)。
[0052] 在某個(gè)實(shí)施方案中,Μ為選自Y、Pr、化、Gt化、Er、Tm和孔中的一種或更多種金 屬。
[0053] 在通過(guò)式1表示的不溶于水的金屬氨氧化物中,在Μ包括兩種或更多種金屬的情 況下,本發(fā)明提供了通過(guò)下式2 (例如,兩種金屬)或式3 (例如,Ξ種金屬)表示的不溶于 水的金屬氨氧化物:
[0054] 式 2
[00對(duì)(MiyM'y)0x/2(0H)3x:Nw
[0056] 在式2中,Μ和Μ'分別為選自銅系金屬、過(guò)渡金屬和后過(guò)渡金屬中的一種或更多 種金屬;Ν為堿金屬或堿±金屬;并且y為0<y《0. 50的實(shí)數(shù),X為0《χ《2. 9的實(shí)數(shù)且 W為0. 00001《W《0. 5的實(shí)數(shù);
[0057] 或者
[0058] 式 3
[0059] (MizrMazMbr)〇x/2(〇H)3x:N" W60] 在式3中,Μ、]\f和Mb分別為選自銅系金屬、過(guò)渡金屬和后過(guò)渡金屬中的一種或 更多種金屬;N為堿金屬或堿±金屬;并且各Z和r為0知<0. 50和0分<0. 50的實(shí)數(shù),X為 ο《X《2. 9的實(shí)數(shù)且w為0. 00001《w《0. 5的實(shí)數(shù)。
[0061] 在某個(gè)實(shí)施方案中,Μ為錠,并且Μ'、]Τ和Mb為選自Pr、化、Gt化、Er、Tm和孔中 的一種或更多種金屬。 W62] 通過(guò)本發(fā)明的方法制備的不溶于水的金屬氨氧化物(例如,Y(0H)3:化、 Gd (0H) 3: Na、化(0H) 3: Na、Tm (0H) 3: Na、孔(0H) 3: Na、Pr (0H) 3: Na、Tb (0H) 3:化等)可 W本身就 是優(yōu)異的巧光材料,并且可W用作巧光材料的前體,該巧光材料可W通過(guò)滲雜有附加的金 屬鹽而發(fā)射取決于波長(zhǎng)的多種顏色。
[0063] 在某個(gè)實(shí)施方案中,不溶于水的金屬氨氧化物通過(guò)特定波長(zhǎng)下的福照呈現(xiàn)出巧光 發(fā)射/光發(fā)射性質(zhì)。
[0064] 另外,在本公開(kāi)內(nèi)容中,可W通過(guò)進(jìn)一步執(zhí)行熱處理步驟、更具體地在300°CW上 至小于1400°C下的熱處理步驟來(lái)容易地制備金屬氧化物。所制備的金屬氧化物還可W用作 呈現(xiàn)出多種光發(fā)射的巧光材料的前體。
[0065] 在某個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明的不溶于水的金屬氨氧化物或得自該金屬氨氧化物的 金屬氧化物呈現(xiàn)出在490nm W下的波長(zhǎng)處的吸收。在某個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明的不溶于水 的金屬氨氧化物或得自該金屬氨氧化物的金屬氧化物呈現(xiàn)出在500nm至1 lOOnm的范圍內(nèi)、 更具體地在510皿至1050皿的范圍內(nèi)、W及更加具體地在530皿至1010皿范圍內(nèi)的波長(zhǎng) 處的光發(fā)射。
[0066] 本發(fā)明的發(fā)光性質(zhì)可W有效地應(yīng)用于照明燈(例如LED)和電視機(jī)的顯像管(節(jié) 目的影片記錄)W及發(fā)光裝置例如激光系統(tǒng)。本發(fā)明的不溶于水的金屬氨氧化物可W在通 過(guò)簡(jiǎn)單工藝容易地制造氨氧化物的方面有效地用作發(fā)光裝置中的巧光材料的前體,并且通 過(guò)各種金屬的組合具有多種巧光發(fā)射/光發(fā)射顏色。
[0067] 在某個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明的發(fā)光裝置為白色發(fā)光二極管(LED)。
[0068] 在本發(fā)明的又一方面,提供了一種用于太陽(yáng)能電池的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組合物,該組合物 包含吸收波長(zhǎng)為490nm W下并且發(fā)光波長(zhǎng)在500nm至llOOnm的范圍內(nèi)的前述不溶于水的 金屬氨氧化物或得自該金屬氨氧化物的金屬氧化物。
[0069] 因?yàn)楸静ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換組合物包含作為如上所述的有效組分的上述不溶于水的金屬氨 氧化物或得自該金屬氨氧化物的金屬氧化物,所W為了避免使本申請(qǐng)復(fù)雜化的不適當(dāng)?shù)膶?述,省略它們之間的共同描述。
[0070] 為了用在太陽(yáng)能電池中,波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換組合物需要具有將入射太陽(yáng)光能量轉(zhuǎn)換成電能 的高轉(zhuǎn)換效率,其中轉(zhuǎn)換效率受各種因素影響,例如太陽(yáng)能電池的光反射率、特定波長(zhǎng)范 圍下的吸收效率W及電池的內(nèi)阻,并且已知目前通常使用的娃太陽(yáng)能電池具有約10%至 19%的電池效率。太陽(yáng)光包括多種波長(zhǎng)范圍的光,例如紅外光、可見(jiàn)光和UV光。作為增加
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