Стоит обратить большое внимание на изучение технологии и нюансам, которые нужно учитывать при синтезе этих люминофоров.

К синтезу нужно приступать лишь после очистки и приготовления всех необходимых реактивов и их растворов. Нужные соединения обезвоживают. Все растворимые и нерастворимые фториды должны быть предварительно прокалены при высоких температурах не менее 700 – 800°С для удаления следов органики и растерты в мельчайшие порошки. Соединения активаторов металлов и минерализаторов (плавней): хлоридов ЩМ, а особенно ЩЗМ необходимо готовить в водных растворах, со строго рассчитанными концентрациями веществ.
Помимо необходимого присутствия плавней при готовке, самым главным и основным фактором образования составов с длительным послесвечением для ZnS, это термическая обработка при высоких температурах без доступа воздуха или в инертной атмосфере.
Дело заключается в структуре свежеосаждённого сульфида цинка, которая является сфалеритом. Сфалерит имеет плохую светимость. Но при температурах выше 1100°С, начинается более менее умеренное образование кристаллов вюрцита, обладающего после активации длительным послесвечением. И чем выше температура, тем больше по размеру образуются вюрцитовые кристаллы, тем выше светимость получаемого люминофора. Вот почему ZnS составы прокаливают при t 1200 – 1300°С. Длительность прокаливания в основном указана для тиглей и более полного прогрева в них шихты. Прокаливая в более малых объёмах люминофоры уже готовы в течение более короткого промежутка времени.

Важно.

Нужно отметить и необходимое качество самого сульфида цинка. Покупной препарат должен иметь квалификацию - х.ч. для люминофоров. Если квалификация имеет надпись просто х.ч., то есть, без указания на пригодность для изготовления люминофоров, то такой препарат использовать не стоит.
Поясню в чём здесь дело. Сульфид цинка можно получать несколькими способами, в том числе и осаждением сероводородом из кислых растворов солей и из щелочных - аммиачных комплексов. Из аммиачных растворов осаждать куда легче и выгоднее в плане выхода продукта, достигающего около 100%, что с успехом и делается. Но, такой сульфид хоть и может иметь высокую чистоту, но так же имеет гидратированную форму ZnS·H2O и в силу своих свойств не пригоден для люминофоров, по причине низкой светимости в готовом изделии. По этому, сульфид цинка для этих целей осаждают только из кислых растворов солей, который обладает совсем другими, нужными нам свойствами. Самым предпочтительным реактивом для осаждения является сульфат цинка в паре, с каким либо буферным раствором для поддержания определённой рН.

ПОДГОТОВКА ПОСУДЫ

При проведении осаждения и работы с осадками и порошками таких чистых сульфидов следует соблюдать аккуратность и избегать контакта с металлическими предметами, не работать с другими реактивами, иметь подготовленную чистую и защищённую от пыли посуду, предварительно промытую соляной кислотой и дистиллированной водой. Использовать только стеклянные или пластиковые шпателя, палочки и чашки.
Новые керамические чашки и пестики для растирки и приготовления шихт из порошков сульфидов подготавливаются следующим образом. Рабочие поверхности пестиков и чашек зашлифовываются сначала крупным, а затем мелким абразивом до получения гладких поверхностей, промываются водой и затем заливаются крепкой азотной кислотой с добавлением Н2О2 на сутки. После, посуду промывают водой и соляной кислотой, а затем снова дистиллятом с последующей сушкой в шкафу. Готовые поверхности должны быть гладкими, без выступающих частей, каверн и заметных царапин.
Новые пластиковые и стеклянные инструменты и посуду достаточно обработать соляной кислотой и затем промыть бидистиллятом. Такие меры необходимы для поддержания чистоты при работе с люминофорными соединениями. В противном случае загрязнения, занесённые извне, могут сказаться на результатах проводимых работ.

ОБРАБОТКА ЛЮМИНОФОРОВ ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Следующая фаза обработки состава это необходимость выбрать окисленный верхний слой после вскрытия тигля. Операцию проводят под БУФ. После удаления окислов, люминофор высыпают в горячую широкую чашку и завершают отбор.
Важно, что бы во время этой процедуры люминофор не подвергался КВ излучению или солнечному свету. Под действием света благодаря хлоридным плавням, в основном NaCl и KCl и другим хлоридам, цинк сульфидные составы темнеют, порой очень быстро прямо на глазах, вследствие выделения металлического цинка, который приводит к очень сильному ослаблению послесвечения и люминесценции и изменению цвета состава. Для того, что бы избежать этого, люминофоры активированные медью после отбора под БУФ сразу высыпают в ёмкость с 3%-ным раствором аммиака и перекиси водорода, затем промывают дистиллятом. Люминофоры на основе ZnS·Ag(NaCl) и ZnS/CdS·Ag(NaCl) отмывают 3-5%-ным раствором тиосульфата натрия, затем дистиллятом. Этими растворами удаляются избыточные остатки сульфидов активаторов и вымываются остатки плавней.
После этой процедуры люминофоры приобретают стабильность. Их сушат при 100°С и направляют на просеивание.
Добавление в качестве плавней хлорида магния или кальция к хлоридам ЩМ, снижает опасность потемнения люминофора и улучшает в разы световые характеристики.
Но от плавней отмывают почти во всех случаях, тем более, что добавляемые хлориды ЩЗМ обладают сильной гигроскопичностью. От этого люминофор, приготовленный при низких температурах, на воздухе, практически сразу начинает прилипать ко всему, с чем прикоснётся из-за остаточных количеств хлоридов ЩЗМ, несмотря на то, что большая их часть при прокалке превращается в оксиды.
Истирание порошка люминофора не желательно. При истирании разрушаются кристаллы вюрцита и светимость падает. Восстановить светимость прокалкой как в случае с ЩЗМ кристаллофосфорами нельзя. Люминофоры только просеиваются через специальные сита для отбора зернистости.

УВЕЛИЧЕНИЕ ЯРКОСТИ ЦИНК СУЛЬФИДНЫХ ЛЮМИНОФОРОВ

Наряду с приведённой рецептурой в состав цинк сульфидных шихт, согласно существующей запатентованной информации, дополнительно вносят окислители для получения в итоге улучшенных яркостных характеристик готового люминофора. Этими веществами являются KClO4 и NH4NO3. С количествами этих реактивов вносимых в шихту и степени их воздействия на готовый состав можно ознакомиться в этих таблицах. Данный материал не включён в состав указанной здесь рецептуры, по причине того, что не является для всех, безусловно необходимым. У вас есть возможность воспользоваться этой технологией на своё усмотрение и повысить яркость своих изделий.

Таблица 1. Характеристики яркости свечения люминофора ZnS·Cu разных партий без окислителей.

Таблица 2. Концентраций вносимого в шихту KClO4 и яркостные характеристики различных образцов ZnS·Cu

На спектр излучения люминофора перхлорат калия практически не влияет. Разлагается до KCl.

Таблица 3. Концентрации вносимого в шихту NH4NO3 и яркостные характеристики различных образцов ZnS·Cu

Лишь только при добавлении NH4NO3 наблюдается небольшой сдвиг спектра излучения в длинноволновую область. В последствии NH4NO3 полностью улетучивается. Завышение указанных в таблице 2 и 3 количеств окислителей не приводит к дополнительному увеличению яркости.

За неудачное применение перхлоратов из патентной информации и получения люминофоров плохого качества сайт Chemlight не несёт никакой ответственности.

***

Цвет эмиссии красный. Оценка яркости 8 из 8.
=====================================================================
№2.
ZnS:Mn²+
ZnS = 1 g
Mn²+ = 0.0013 – 0.0015 g
NaCl = 0.04 g
CaCl2 = 0.05 g (добавить рекомендовано).
Прокалка при 900 – 1300°С в течение 30 минут.
Цвет эмиссии желтый. Длительность послесвечения зависит от температуры.
Оценка яркости 8 из 8.
=====================================================================
№3.
ZnS:Cu²+
ZnS = 1 g
Cu²+ = 0.000075 – 0.00008 g
КCl = 0.04 g
MgCl2 = 0.03 g (добавить рекомендовано)
Прокалка при 1200 – 1250°С в течение 90 минут. Цвет эмиссии зелёный. Послесвечение длительное, зелёное.
Оценка яркости 8 из 8.
=====================================================================
№3a.
ZnS:Cu+,Al³+
ZnS = 1 g
Cu+ = 0.000018 g
Al³+ = 0.00082 g
MgCl2 = 0.03 g
Прокалка при 1200 - 1250°С в течение 90 минут. Послесвечение длительное, зелёное.