(57)【要約】  マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の化学式は、Ｍｇ２−ｘＳｎＯ４：Ｍｎｘ＠ＳｎＯ２＠Ｍｙ（ここで、＠は被覆のことを指し、Ｍｇ２−ｘＳｎＯ４：Ｍｎｘは外層シェルであり、ＳｎＯ２は中間層シェルであり、Ｍは内コアであり、ＭはＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＣｕから選ばれる少なくとも１種の金属ナノ粒子であり、ｘの範囲は０<ｘ≦０.０５であり、ｙはＭとＳｎとのモル比であり、ｙの範囲は０＜ｙ≦１×１０−２である）である。当該マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料は、コア・シェル構造を有する発光材料であり、内部量子効率が高く発光強度が高いとともに、安定性及び発光性能が優れるというメリットを有し、その調製方法は、プロセスが簡単でデバイスに対する要求が低く、環境に優しく、制御しやすいので、工業生産に適しており、生産・応用への広い見込みを有する。【選択図】図１
2015519437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料であって、
化学式がＭｇ２−ｘＳｎＯ４：Ｍｎｘ＠ＳｎＯ２＠Ｍｙである、
（ここで、＠は被覆のことを指し、Ｍｇ２−ｘＳｎＯ４：Ｍｎｘは外層シェルであり、ＳｎＯ２は中間層シェルであり、Ｍは内コアであり、ＭはＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＣｕから選ばれる少なくとも１種の金属ナノ粒子であり、ｘの範囲は０＜ｘ≦０.０５であり、ｙはＭとＳｎとのモル比であり、ｙの範囲は０＜ｙ≦１×１０−２である。）
ことを特徴とするマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料。
【請求項２】
前記ｘの範囲は０.００２≦ｘ≦０.００８であり、前記ｙの範囲は１×１０−５＜ｙ≦１×１０−３である、
ことを特徴とする請求項１に記載のマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料。
【請求項３】
マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法であって、
金属Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＣｕから選ばれる少なくとも１種の塩溶液である金属塩溶液と、助剤及び還元剤とを混合して反応させ、金属ナノ粒子ゾルを得る工程（１）と、
ポリビニルピロリドン水溶液、ポリビニルアルコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、及びセチルトリメチルアンモニウム臭化物から選ばれる溶媒に前記金属ナノ粒子ゾルを加え、撹拌してから表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液を得る工程（２）と、
前記表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値を１０〜１１に調整し、５０℃〜７０℃の水浴で加熱して撹拌した後、撹拌しながらＮａ２ＳｎＯ３を加えて撹拌し続け、その後、分離、乾燥してから、ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子を得る工程（３）と、
化学量論比に応じて、Ｍｇの化合物原料、Ｍｎの化合物原料及び前記ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子をそれぞれ秤量し、均一に研磨して混合させ、８００℃〜１２００℃まで昇温して２時間〜１２時間焼成し、さらに１０００℃〜１４００℃の温度で０.５時間〜６時間還元し、室温まで冷却してからマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料を得る工程（４）と、
を含む、
ことを特徴とするマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法。
【請求項４】
前記工程（１）における前記金属塩溶液の濃度は、１×１０−３ｍｏｌ/Ｌ〜５×１０−２ｍｏｌ/Ｌである、
ことを特徴とする請求項３に記載のマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法。
【請求項５】
前記工程（１）における前記助剤は、ポリビニルピロリドン、クエン酸ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウム臭化物、ドデシル硫酸ナトリウム、及びドデシルスルホン酸ナトリウムから選ばれる少なくとも１種であり、前記助剤は、得られた金属ナノ粒子ゾルにおける含有量が１×１０−４ｇ/ｍＬ〜５×１０−２ｇ/ｍＬになる量で添加される、
ことを特徴とする請求項３に記載のマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法。
【請求項６】
前記工程（１）における前記還元剤は、ヒドラジン水和物、アスコルビン酸、クエン酸ナトリウム、及び水素化ホウ素ナトリウムから選ばれる少なくとも１種であり、前記還元剤は濃度が１×１０−４ｍｏｌ/Ｌ〜１ｍｏｌ/Ｌの水溶液であり、前記還元剤の添加量と金属イオンとのモル比は３.６：１〜１８：１である、
ことを特徴とする請求項３に記載のマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法。
【請求項７】
前記工程（３）において、ＮａＯＨ溶液を加えることによって、前記表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値を１０.５に調整し、６０℃の水浴で加熱して撹拌し、その後、撹拌しながらＮａ２ＳｎＯ３を迅速に加え、撹拌し続け、分離、乾燥してから、ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子を得る、
ことを特徴とする請求項３に記載のマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法。
【請求項８】
工程（４）における前記Ｍｇの化合物原料は、Ｍｇの酸化物、炭酸塩、酢酸塩、又はシュウ酸塩である、
ことを特徴とする請求項３に記載のマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法。
【請求項９】
工程（４）における前記Ｍｎの化合物原料は、Ｍｎの酸化物、炭酸塩、酢酸塩、又はシュウ酸塩である、
ことを特徴とする請求項３に記載のマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法。
【請求項１０】
工程（４）における前記還元は、Ｎ２とＨ２との還元雰囲気、ＣＯ還元雰囲気、及び純粋なＨ２還元雰囲気から選ばれる少なくとも１種の還元雰囲気で行われる、
ことを特徴とする請求項３に記載のマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光材料技術分野に属し、具体的には、マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料及びその調製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界放出ディスプレイ(ＦＥＤ)は、新たに開発されたフラットパネルディスプレイであり、その作動原理は従来の陰極線管と類似して、電子線で表示画面における蛍光粉を衝撃することによって画像を形成することである。他のフラットパネルディスプレイ(ＦＰＤ)に比べて、ＦＥＤは輝度、視角、応答時間、使用温度の範囲、及びエネルギー消費量等の面で潜在的優位性を持つ。性能が優れているＦＥＤを製造するためには、発光材料の調製が主要因の１つである。スズ酸マグネシウムは、優れた化学安定性及び熱安定性を有するとともに、内部の構造欠陥が品質の高い発光材料となるために有利であるので、発光材料の応用分野において潜在的応用価値がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記問題点に鑑み、本発明の主旨は、製品の構造が安定で発光強度が高いマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料を提供することにある。同時に、本発明は、そのマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法を提供し、その調製方法は、プロセスが簡単でコストが低く、環境に優しく、反応を制御しやすいので、発光材料の製造に広く適用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一側面は、化学式がＭｇ２−ｘＳｎＯ４：Ｍｎｘ＠ＳｎＯ２＠Ｍｙである（ここで、＠は被覆のことを指し、Ｍｇ２−ｘＳｎＯ４：Ｍｎｘは外層シェルであり、ＳｎＯ２は中間層シェルであり、Ｍは内コアであり、ＭはＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＣｕから選ばれる少なくとも１種の金属ナノ粒子であり、ｘの範囲は０＜ｘ≦０.０５であり、ｙはＭとＳｎとのモル比であり、ｙの範囲は０＜ｙ≦１×１０−２である）マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料を提供する。
【０００５】
好ましくは、ｘの範囲は０.００２≦ｘ≦０.００８であり、ｙの範囲は１×１０−５＜ｙ≦１×１０−３である。
【０００６】
本発明の他の側面は、マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法であって、
金属Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＣｕから選ばれる少なくとも１種の塩溶液である金属塩溶液と、助剤及び還元剤とを混合して反応させ、金属ナノ粒子ゾルを得る工程（１）と、
ポリビニルピロリドン水溶液、ポリビニルアルコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、及びセチルトリメチルアンモニウム臭化物から選ばれる溶媒に金属ナノ粒子ゾルを加え、撹拌してから表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液を得る工程（２）と、
表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値を１０〜１１に調整し、５０℃〜７０℃の水浴で加熱して撹拌した後、撹拌しながらＮａ２ＳｎＯ３を加えて撹拌し続け、その後、分離、乾燥してから、ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子を得る工程（３）と、
化学量論比に応じて、Ｍｇの化合物原料、Ｍｎの化合物原料及びＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子をそれぞれ秤量し、均一に研磨して混合させ、８００℃〜１２００℃まで昇温して２時間〜１２時間焼成し、さらに１０００℃〜１４００℃の温度で０.５時間〜６時間還元し、室温まで冷却してからマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料を得る工程（４）と、
を含むマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法を提供する。
【０００７】
好ましくは、工程（１）における上記金属塩溶液の濃度は、１×１０−３ｍｏｌ/Ｌ〜５×１０−２ｍｏｌ/Ｌである。
【０００８】
好ましくは、工程（１）における上記助剤は、ポリビニルピロリドン、クエン酸ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウム臭化物、ドデシル硫酸ナトリウム、及びドデシルスルホン酸ナトリウムから選ばれる少なくとも１種である。
【０００９】
好ましくは、工程（１）における上記助剤は、得られた金属ナノ粒子ゾルにおける含有量が１×１０−４ｇ/ｍＬ〜５×１０−２ｇ/ｍＬになる量で添加される。
【００１０】
好ましくは、工程（１）における上記還元剤は、ヒドラジン水和物、アスコルビン酸、クエン酸ナトリウム、及び水素化ホウ素ナトリウムから選ばれる少なくとも１種である。
【００１１】
好ましくは、工程（１）における上記還元剤は、濃度が１×１０−４ｍｏｌ/Ｌ〜１ｍｏｌ/Ｌの水溶液である。
【００１２】
好ましくは、工程（１）における上記還元剤の添加量と金属イオンとのモル比は３.６：１〜１８：１である。
【００１３】
金属ナノ粒子ゾルが得られることを保証する前提で、エネルギー消費量を抑えるために、工程（１）における上記金属塩溶液と、助剤及び還元剤との反応時間は１０分間〜４５分間であることが好ましい。
【００１４】
好ましくは、工程（２）における上記溶媒の濃度は、０.００５ｇ/ｍＬ〜０.１ｇ/ｍＬである。
【００１５】
好ましくは、工程（３）における上記表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値は、ＮａＯＨ溶液を加えることによって調整される。
【００１６】
好ましくは、工程（３）における上記ｐＨ値は、１０.５に調整される。
【００１７】
好ましくは、工程（３）における上記水浴加熱の加熱温度は、６０℃である。
【００１８】
好ましくは、工程（４）における上記Ｍｇの化合物原料は、Ｍｇの酸化物、炭酸塩、酢酸塩、又はシュウ酸塩である。
【００１９】
好ましくは、工程（４）における上記Ｍｎの化合物原料は、Ｍｎの酸化物、炭酸塩、酢酸塩又はシュウ酸塩である。
【００２０】
好ましくは、工程（４）における上記還元は、Ｎ２とＨ２との還元雰囲気、ＣＯ還元雰囲気、及び純粋なＨ２還元雰囲気から選ばれる少なくとも１種の還元雰囲気で行われる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料は、コアとする金属ナノ粒子Ｍが中間層シェルＳｎＯ２によって被覆され、さらに外層シェルＭｇ２−ｘＳｎＯ４：Ｍｎｘによって被覆されてなるコア・シェル構造の発光材料であり、内部量子効率が高く発光強度が高いとともに、安定性及び発光性能が優れるというメリットを有する。本発明に係るマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法は、プロセスが簡単でデバイスに対する要求が低く、環境に優しく、制御しやすいので、工業生産に適しており、生産・応用への広い見込みを有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施例３で調製された、金属ナノ粒子Ａｇを含むＭｇ１.９９４ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００６＠ＳｎＯ２＠Ａｇ２.５×１０-４発光材料と、金属ナノ粒子を含まないＭｇ１.９９４ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００６＠ＳｎＯ２発光材料との、３ｋｖ電圧における陰極線発光スペクトルの比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、複数の実施例を挙げてマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の異なる組成及び調製方法、並びに性能などを説明する。
【００２４】
（実施例１）
［高温固相法によるＭｇ１.９５ＳｎＯ４：Ｍｎ０.０５＠ＳｎＯ２＠Ａｕ１×１０-２の調製］
マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法は、下記の工程（１）、工程（２）、工程（３）、工程（４）を含む。
【００２５】
Ａｕ金属ナノ粒子ゾルを調製する工程（１）において、クロロ金酸（ＡｕＣｌ３・ＨＣｌ・４Ｈ２Ｏ）を２０.６ｍｇ秤量して脱イオン水１６.８ｍＬに溶解させた。クロロ金酸が完全に溶解した後、クエン酸ナトリウムを１４ｍｇ、セチルトリメチルアンモニウム臭化物を６ｍｇ秤量し、磁気撹拌しながらクロロ金酸水溶液に溶解させた。水素化ホウ素ナトリウムを１.９ｍｇ、アスコルビン酸を１７.６ｍｇ秤量してそれぞれ脱イオン水１０ｍＬに溶解させ、濃度が５×１０−３ｍｏｌ/Ｌの水素化ホウ素ナトリウム水溶液１０ｍＬ、及び濃度が１×１０−２ｍｏｌ/Ｌのアスコルビン酸水溶液１０ｍＬを得た。磁気撹拌しながら、クロロ金酸水溶液に水素化ホウ素ナトリウム水溶液０．０８ｍＬを加えて５分間撹拌して反応させた後、クロロ金酸水溶液に１×１０−２ｍｏｌ/Ｌのアスコルビン酸水溶液３.１２ｍＬを加え、その後、３０分間反応し続け、Ａｕ含有量が５×１０−３ｍｏｌ/ＬのＡｕ金属ナノ粒子ゾル２０ｍＬを得た。
【００２６】
ＳｎＯ２＠Ａｕ１×１０-２を調製する工程（２）において、５×１０−３ｍｏｌ/ＬのＡｕ金属ナノ粒子ゾルを１０ｍＬ計量してビーカーに入れ、Ａｕ金属ナノ粒子ゾルに０.１ｇ/ｍＬのポリビニルピロリドン水溶液２ｍＬを加え、８時間磁気撹拌してから、表面処理されたＡｕ金属ナノ粒子を得た。
【００２７】
工程（３）において、ＮａＯＨ溶液を添加することによって、表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値を１０.５に調整した。５分間撹拌してから６０℃の水浴に移し、撹拌して恒温加熱した。その後、撹拌しながら０.２５ｍｏｌ/ＬのＮａ２ＳｎＯ３溶液２０ｍＬを迅速に加え、続いて３時間撹拌した。遠心分離して乾燥してから、ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子、すなわちＳｎＯ２＠Ａｕ１×１０-２(ここで、ｙは１×１０-２である)を得た。
【００２８】
Ｍｇ１.９５ＳｎＯ４：Ｍｎ０.０５＠ＳｎＯ２＠Ａｕ１×１０-２を調製する工程（４）において、ＭｇＣＯ３を０.６５５２ｇ、ＭｎＣＯ３を０.０２２９ｇ、及びＳｎＯ２＠Ａｕ１×１０-２粉末を０.６１４８ｇ秤量し、めのう乳鉢に入れて均一に混合するまで十分に研磨した。その後、粉末をコランダムるつぼに移して、マッフル炉において１２００℃で２時間熱処理した。チューブ炉においてＣＯ還元雰囲気、１４００℃で０.５時間焼成して還元し、室温まで冷却してから、金属ナノ粒子を含むマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料Ｓｒ１.９５ＳｎＯ４：Ｍｎ０.０５＠ＳｎＯ２＠Ａｕ１×１０-２を得た。
【００２９】
（実施例２）
［高温固相法によるＭｇ１.９９２ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００８＠ＳｎＯ２＠Ｐｄ１×１０-５の調製］
マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法は、下記の工程（１）、工程（２）、工程（３）、工程（４）を含む。
【００３０】
Ｐｄ金属ナノ粒子ゾルを調製する工程（１）において、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２・２Ｈ２Ｏ）を０.２２ｍｇ秤量して脱イオン水１９ｍＬに溶解させた。塩化パラジウムが完全に溶解した後、クエン酸ナトリウムを１１.０ｍｇ、ドデシル硫酸ナトリウムを４.０ｍｇ秤量し、磁気撹拌しながら塩化パラジウム水溶液に溶解させた。水素化ホウ素ナトリウム３.８ｍｇを脱イオン水１０ｍＬに溶解させ、濃度が１×１０−２ｍｏｌ/Ｌの水素化ホウ素ナトリウム還元液を得た。磁気撹拌しながら、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１ｍＬを迅速に加え、その後、２０分間反応し続け、Ｐｄ含有量が５×１０−５ｍｏｌ/ＬのＰｄ金属ナノ粒子ゾル２０ｍＬを得た。
【００３１】
ＳｎＯ２＠Ｐｄ１×１０-５を調製する工程（２）において、５×１０−５ｍｏｌ/ＬのＰｄ金属ナノ粒子ゾルを１.５ｍＬ計量してビーカーに入れ、０.００５ｇ/ｍＬのポリビニルピロリドン水溶液８ｍＬを加え、１６時間磁気撹拌してから、表面処理されたＰｄ金属ナノ粒子を得た。
【００３２】
工程（３）において、ＮａＯＨ溶液を添加することによって、表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値を１０.５に調整した。１０分間撹拌してから６０℃の水浴に移し、撹拌して恒温加熱した。その後、撹拌しながら０.３ｍｏｌ/ＬのＮａ２ＳｎＯ３溶液２５ｍＬを迅速に加え、続いて２時間撹拌した。遠心分離して乾燥してから、ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子、すなわちＳｎＯ２＠Ｐｄ１×１０-５(ここで、ｙは１×１０-５である)を得た。
【００３３】
Ｍｇ１.９９２ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００８＠ＳｎＯ２＠Ｐｄ１×１０-５を調製する工程（４）において、ＭｇＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏを１.１８２０ｇ、ＭｎＣ２Ｏ４・２Ｈ２Ｏを０.００４６ｇ、及びＳｎＯ２＠Ｐｄ１×１０-５粉末を０.６０３０ｇ秤量し、めのう乳鉢に入れて均一に混合するまで十分に研磨した。その後、粉末をコランダムるつぼに移して、マッフル炉において９００℃で４時間熱処理した。チューブ炉において９５％Ｎ２と５％Ｈ２との還元雰囲気、１３００℃で３時間焼成して還元し、室温まで冷却してから、金属ナノ粒子を含むマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料Ｍｇ１.９９２ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００８＠ＳｎＯ２＠Ｐｄ１×１０-５を得た。
【００３４】
（実施例３）
［高温固相法によるＭｇ１.９９４ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００６＠ＳｎＯ２＠Ａｇ２.５×１０-４の調製］
マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法は、下記の工程（１）、工程（２）、工程（３）、工程（４）を含む。
【００３５】
Ａｇ金属ナノ粒子ゾルを調製する工程（１）において、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）を３.４ｍｇ秤量して脱イオン水１８.４ｍＬに溶解させた。硝酸銀が完全に溶解した後、クエン酸ナトリウムを４２ｍｇ秤量し、磁気撹拌しながら硝酸銀水溶液に溶解させた。水素化ホウ素ナトリウムを５.７ｍｇ秤量して脱イオン水１０ｍＬに溶解させ、濃度が１.５×１０−２ｍｏｌ/Ｌの水素化ホウ素ナトリウム水溶液１０ｍＬを得た。磁気撹拌しながら、硝酸銀水溶液に１.５×１０−２ｍｏｌ/Ｌの水素化ホウ素ナトリウム水溶液１.６ｍＬを１回で加え、その後、１０分間分間反応し続け、Ａｇ含有量が１×１０−３ｍｏｌ/ＬのＡｇ金属ナノ粒子ゾル２０ｍＬを得た。
【００３６】
ＳｎＯ２＠Ａｇ２.５×１０-４を調製する工程（２）において、１×１０−３ｍｏｌ/ＬのＡｇ金属ナノ粒子ゾル１.２ｍＬを計量してビーカーに入れ、０.０１ｇ/ｍＬのポリビニルピロリドン水溶液１０ｍＬを加え、１２時間磁気撹拌してから、表面処理されたＡｇ金属ナノ粒子を得た。
【００３７】
工程（３）において、ＮａＯＨ溶液を添加することによって、表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値を１０.５に調整した。５分間撹拌してから６０℃の水浴に移し、撹拌して恒温加熱した。その後、撹拌しながら０.３２ｍｏｌ/ＬのＮａ２ＳｎＯ３溶液１５ｍＬを迅速に加え、続いて３時間撹拌した。遠心分離して乾燥してから、ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子、すなわちＳｎＯ２＠Ａｇ２.５×１０-４(ここで、ｙは２.５×１０-４である)を得た。
【００３８】
Ｍｇ１.９９４ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００６＠ＳｎＯ２＠Ａｇ２.５×１０-４を調製する工程（４）において、ＭｇＯを０.３２１４ｇ、Ｍｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２・４Ｈ２Ｏを０.００５９ｇ、及びＳｎＯ２＠Ａｇ２.５×１０-４粉末０.６０３０ｇを秤量し、めのう乳鉢に入れて均一に混合するまで十分に研磨した。その後、粉末をコランダムるつぼに移して、マッフル炉において８００℃で６時間熱処理した。チューブ炉において９５％Ｎ２と５％Ｈ２との還元雰囲気、１２００℃で４時間焼成して還元し、室温まで冷却してから、金属ナノ粒子を含むマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料Ｍｇ１.９９４ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００６＠ＳｎＯ２＠Ａｇ２.５×１０-４を得た。
【００３９】
図１は本実施例で調製された、金属ナノ粒子Ａｇを含むＭｇ１.９９４ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００６＠ＳｎＯ２＠Ａｇ２.５×１０-４発光材料（曲線１）と、金属ナノ粒子を含まないＭｇ１.９９４ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００６＠ＳｎＯ２発光材料（曲線２）との、３ｋｖ電圧における陰極線発光スペクトルの比較図である。図１から、発光ピークは４９９ｎｍに現れ、金属ナノ粒子を含む発光材料の発光強度は、市販の蛍光粉より４５％増加し、本実施例に係る発光材料は安定性及び色純度が優れるとともに、発光効率が高いというメリットを有することが分かる。
【００４０】
（実施例４）
［高温固相法によるＭｇ１.９９８ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００２＠ＳｎＯ２＠Ｐｔ５×１０-３の調製］
マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法は、下記の工程（１）、工程（２）、工程（３）、工程（４）を含む。
【００４１】
Ｐｔ金属ナノ粒子ゾルを調製する工程（１）において、塩化白金酸（Ｈ２ＰｔＣｌ６・６Ｈ２Ｏ）を２５.９ｍｇ秤量して脱イオン水１７ｍＬに溶解させた。塩化白金酸が完全に溶解した後、クエン酸ナトリウムを４０.０ｍｇ、ドデシルスルホン酸ナトリウムを６０.０ｍｇ秤量し、磁気撹拌しながら塩化白金酸水溶液に溶解させた。水素化ホウ素ナトリウムを１.９ｍｇ秤量して脱イオン水１０ｍＬに溶解させ、濃度が５×１０−３ｍｏｌ/Ｌの水素化ホウ素ナトリウム水溶液１０ｍＬを得た。同時に、濃度が５×１０−２ｍｏｌ/Ｌのヒドラジン水和物溶液１０ｍＬを調製して、磁気撹拌しながら、塩化白金酸水溶液に水素化ホウ素ナトリウム水溶液０.４ｍＬを滴下し、５分間撹拌して反応させた後、塩化白金酸水溶液に５×１０−２ｍｏｌ/Ｌのヒドラジン水和物溶液２.６ｍＬを滴下して４０分間反応し続け、Ｐｔ含有量が２.５×１０−３ｍｏｌ/ＬのＰｔ金属ナノ粒子ゾル１０ｍＬを得た。
【００４２】
ＳｎＯ２＠Ｐｔ５×１０-３を調製する工程（２）において、２.５×１０−３ｍｏｌ/ＬのＰｔ金属ナノ粒子ゾル８ｍＬを計量してビーカーに入れ、０.０２ｇ/ｍＬのポリビニルピロリドン水溶液４ｍＬを加え、１８時間磁気撹拌してから、表面処理されたＰｔ金属ナノ粒子を得た。
【００４３】
工程（３）において、ＮａＯＨ溶液を添加することによって、表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値を１０に調整した。５分間撹拌してから５０℃の水浴に移し、撹拌して恒温加熱した。その後、撹拌しながら０.４ｍｏｌ/Ｌ的Ｎａ２ＳｎＯ３溶液１０ｍＬを迅速に加え、続いて５時間撹拌した。遠心分離して乾燥してから、ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子、すなわちＳｎＯ２＠Ｐｔ５×１０-３(ここで、ｙは５×１０-３である)を得た。
【００４４】
Ｍｇ１.９９８ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００２＠ＳｎＯ２＠Ｐｔ５×１０-３を調製する工程（４）において、Ｍｇ(ＣＨ３ＣＯＯ)２・４Ｈ２Ｏを１.７１３８ｇ、Ｍｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２・４Ｈ２Ｏを０.００１９ｇ、ＳｎＯ２＠Ａｇ２.５×１０-４粉末を０.６０２８ｇ秤量し、めのう乳鉢に入れて均一に混合するまで十分に研磨した。その後、粉末をコランダムるつぼに移して、マッフル炉において８００℃で１２時間熱処理した。チューブ炉において純粋なＨ２還元雰囲気、１０００℃で６時間焼成して還元し、室温まで冷却してから、金属ナノ粒子を含むマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料Ｍｇ１.９９８ＳｎＯ４：Ｍｎ０.００２＠ＳｎＯ２＠Ｐｔ５×１０-３を得た。
【００４５】
（実施例５）
［高温法によるＭｇ１.９８ＳｎＯ４：Ｍｎ０.０２＠ＳｎＯ２＠Ｃｕ１×１０-４の調製］
マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法は、下記の工程（１）、工程（２）、工程（３）、工程（４）を含む。
【００４６】
Ｃｕゾルを調製する工程（１）において、硝酸銅を１.６ｍｇ秤量してエタノール１６ｍＬに溶解させ、完全に溶解した後、撹拌しながらポリビニルピロリドン１２ｍｇを加えた。その後、水素化ホウ素ナトリウム０.４ｍｇがエタノール１０ｍＬに溶解して得られた１×１０−３ｍｏｌ/Ｌの水素化ホウ素ナトリウム醇溶液４ｍＬを徐々に滴下し、撹拌し続けて１０分間反応させ、２０ｍＬ４×１０−４ｍｏｌ/ＬのＣｕゾルを得た。
【００４７】
ＳｎＯ２＠Ｃｕ１×１０-４を調製する工程（２）において、４×１０−４ｍｏｌ/ＬのＣｕゾル１.５ｍＬを計量してビーカーに入れ、０.０３ｇ/ｍＬのポリビニルピロリドン水溶液５ｍＬを加え、１０時間磁気撹拌してから、表面処理されたＣｕを得た。
【００４８】
工程（３）において、ＮａＯＨ溶液を添加することによって、表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値を１１に調整した。１５分間撹拌してから７０℃の水浴に移し、撹拌して恒温加熱した。その後、撹拌しながら０.２ｍｏｌ/ＬのＮａ２ＳｎＯ３溶液３０ｍＬを迅速に加え、続いて１時間撹拌した。遠心分離して乾燥してから、ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子、すなわちＳｎＯ２＠Ｃｕ１×１０-４(ここで、ｙは１×１０-４である)を得た。
【００４９】
Ｍｇ１.９８ＳｎＯ４：Ｍｎ０.０２＠ＳｎＯ２＠Ｃｕ１×１０-４を調製する工程（４）において、Ｍｇ(ＣＨ３ＣＯＯ)２・４Ｈ２Ｏを１.６９８４ｇ、Ｍｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２・４Ｈ２Ｏを０.０１９６ｇ、ＳｎＯ２＠Ｃｕ１×１０-４粉末を０.６０２８ｇ秤量し、めのう乳鉢に入れて均一に混合するまで十分に研磨した。その後、粉末をコランダムるつぼに移して、マッフル炉において１０００℃で５時間熱処理した。チューブ炉において純粋なＨ２還元雰囲気、１１００℃で４時間焼成して還元し、室温まで冷却してから、金属ナノ粒子を含むマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料Ｍｇ１.９８ＳｎＯ４：Ｍｎ０.０２＠ＳｎＯ２＠Ｃｕ１×１０-４を得た。
【００５０】
（実施例６）
［高温固相法によるＭｇ１.９９ＳｎＯ４：Ｍｎ０.０１＠ＳｎＯ２＠(Ａｇ０.５/Ａｕ０.５)１.２５×１０-３の調製］
マンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料の調製方法は、下記の工程（１）、工程（２）、工程（３）、工程（４）を含む。
【００５１】
Ａｇ０.５/Ａｕ０.５金属ナノ粒子ゾルを調製する工程（１）において、クロロ金酸（ＡｕＣｌ３・ＨＣｌ・４Ｈ２Ｏ）を６.２ｍｇ、ＡｇＮＯ３を２.５ｍｇ秤量して脱イオン水２８ｍＬに溶解させた。完全に溶解した後、クエン酸ナトリウムを２２ｍｇ、ポリビニルピロリドンを２０ｍｇ秤量して磁気撹拌しながら上記混合溶液に溶解させた。新たに調製した水素化ホウ素ナトリウム５.７ｍｇを脱イオン水１０ｍＬに溶解させ、濃度が１.５×１０−２ｍｏｌ/Ｌの水素化ホウ素ナトリウム水溶液１０ｍＬを得た。磁気撹拌しながら、上記混合溶液に１.５×１０−２ｍｏｌ/Ｌの水素化ホウ素ナトリウム水溶液２ｍＬを１回で加え、２０分間反応し続け、金属総濃度が１×１０−３ｍｏｌ/ＬのＡｇ/Ａｕ金属ナノ粒子ゾル３０ｍＬを得た。
【００５２】
ＳｎＯ２＠(Ａｇ０.５/Ａｕ０.５)１.２５×１０-３を調製する工程（２）において、１×１０−３ｍｏｌ/ＬのＡｇ０.５/Ａｕ０.５ナノ粒子ゾルを５ｍＬ計量してビーカーに入れ、０.１ｇ/ｍＬポリビニルピロリドン１０ｍＬを加え、１２時間磁気撹拌してから、表面処理されたＡｇ０.５/Ａｕ０.５金属ナノ粒子を得た。
【００５３】
工程（３）において、ＮａＯＨ溶液を添加することによって、表面処理された金属ナノ粒子を含む溶液のｐＨ値を１０.５に調整した。１５分間撹拌してから６０℃の水浴に移し、撹拌して恒温加熱した。その後、撹拌しながら０.２ｍｏｌ/Ｌ的Ｎａ２ＳｎＯ３溶液３０ｍＬを迅速に加え、続いて１時間撹拌した。遠心分離して乾燥してから、ＳｎＯ２粉末によって被覆された金属ナノ粒子、すなわちＳｎＯ２＠(Ａｇ０.５/Ａｕ０.５)１.２５×１０-３(ここで、ｙは１.２５×１０-３である)を得た。
【００５４】
Ｍｇ１.９９ＳｎＯ４：Ｍｎ０.０１＠ＳｎＯ２＠(Ａｇ０.５/Ａｕ０.５)１.２５×１０-３を調製する工程（４）において、ＭｇＯを０.３１８６ｇ、Ｍｎ(ＣＨ３ＣＯＯ)２・４Ｈ２Ｏを０.００９８ｇ、ＳｎＯ２＠(Ａｇ０.５/Ａｕ０.５)１.２５×１０-３粉末を０.６０２８ｇ秤量し、めのう乳鉢に入れて均一に混合するまで十分に研磨した。その後、粉末をコランダムるつぼに移して、マッフル炉において１０００℃で３時間熱処理した。チューブ炉において純粋なＨ２還元雰囲気、１２５０℃で５時間焼成して還元し、室温まで冷却してから、金属ナノ粒子を含むマンガンドープスズ酸マグネシウム発光材料Ｍｇ１.９９ＳｎＯ４：Ｍｎ０.０１＠ＳｎＯ２＠(Ａｇ０.５/Ａｕ０.５)１.２５×１０-３を得た。
【００５５】
上述した実施例は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明の要旨と範疇内にあるものであれば、いかなる修正、均等交換、改良等があっても、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【図１】
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【国際調査報告】
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