多核希土類ポリ酸を前駆体とする蛍光体の合成と高性能フォトニクス材料への応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12740360
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 成毛 治朗 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教授 (40237623)
• Keywords: ポリ酸 / ヘテロポリ酸 / 希土類 / ランタノイド / 構造 / 発光 / 蛍光体 / 熱分解

Research Abstract

本研究では多核希土類ポリ酸をフォトニクス材料の前駆体として用いるための基礎および応用研究を行った。
1.多核希土類ポリ酸の分子構築と設計
(1){希土類イオン}:{欠損Keggin型配位子}:{欠損Lindqvist型配位子}の組成比が1:1:1,2:1:2,3:2:2をもつ一連のの混合配位子型希土類ポリ酸を合成した。既知の3:1:3構造と合わせbuilding blockであるポリ酸配位子を希土類イオンで架橋するクラスター分子の設計・構築の可能性が増大した。
(2)環境の異なる2つの希土類サイトをもつ[Ln_2(H_2O)_2(SbW_9O_<33>)(W_5O_<18>)_2]^<15->において、希土類イオンのサイズによるサイト選択性を見いだした。
2.多核希土類ポリ酸の低温(室温〜500℃)熱分解と発光強度
(1)既知構造の、モリブデン、ニオブ、タングステンの多核希土類(Eu^<8+>)ポリ酸を空気中〜500℃で熱分解し発光強度を測定したが、期待に反しいずれもポリ酸骨格構造の崩壊とともに発光は著しく減少した。ポリ酸骨格の分解で生じた多数の欠陥が発光のキラーサイトになっているものと推定された。
3.多核希土類ポリ酸の高温(800℃)熱分解生成物と発光特性
(1)[Eu_2(H_2O)_<12>Mo_8O_<27>].18H_2Oを前駆体とする熱分解により3つの新しいEu/Mo/O相Eu_2Mo_5O_<18>,Eu_4Mo_7O_<27>,Eu_6Mo_<10>O_<39>を見いだし、構造を明らかにした。Eu_2Mo_5O_<18>,Eu_4Mo_7O_<27>について強い蛍光強度を確認した。

Research Products

• [Publications] H.Naruke: "A Novel-Type Mixed-ligand Polyoxotungstolanthanoate,[Ln(BW)_<11>O_<39>)(W_5O_<18>)]^<12->(Ln=Ce^<3+> and Eu^<3+>)"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 73. 375-382 (2000)
• [Publications] H.Naruke: "Synthesis and Structure of Ln(W_5O_<18>)-Capped Mixed-Ligand Polyoxotungstolanthanoate [Ln(W_5O_<18>){Ln(H_2O)_2(SbW_9O_<33>)(W_5O_<18>)}]^<15->(Ln=Sm and Er)"Bull.Chem.Soc.Jpn.. (印刷中). (2001)
• [Publications] T.Yamase: "A Spherical Potassium-capped Vanadium Methylphosphonate as Another ε-Keggin Fragment,[H_6KV_<12>O_<27>(VO_4)(PO_3CH_3)_3]^<5->"Chem.Lett. 1350-1351 (2000)
• [Publications] H.Naruke: "Na_<10>(glycine)_2[H_2W_<12>O_<42>]・28H_2O"Acta Crystallogr.,Sec.C. C56. 177-178 (2000)