स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट

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Strontium aluminate
Europium doped strontium silicate-aluminate oxide powder under visible light, long-wave UV light, and in total darkness.
Names
IUPAC name
Dialuminum strontium oxygen(2-)
Identifiers
3D model (JSmol)
EC Number
  • 234-455-3
  • InChI=1S/2Al.5O.2Sr/q2*+3;5*-2;2*+2
  • [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Sr+2].[Sr+2]
Properties
SrAl2O4
Molar mass 205.58 g/mol
Appearance Pale yellow powder
Density 3.559 g/cm3
Structure
Monoclinic
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट (स्फटिकमृदानिर्मित) रासायनिक सूत्र के साथ एक एल्युमिनेट यौगिक है SrAl2O4 (कभी-कभी लिखा जाता है SrO·Al2O3). यह एक हल्का पीला, एकनताक्ष क्रिस्टलीय पाउडर है जो गंधहीन और गैर-ज्वलनशील होता है। जब उत्प्रेरक (भास्वर)फॉस्फोर) एक उपयुक्त मादक पदार्थ (जैसे युरोपियम, के रूप में लिखा जाता है) के साथ Eu:SrAl2O4), यह स्फुरदीप्ति की लंबी दृढ़ता के साथ एक फोटोलुमिनेसेंस भास्वर के रूप में कार्य करता है।

स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट्स विभिन्न प्रकार की अन्य रचनाओं में मौजूद हैं जिनमें शामिल हैं SrAl4O7 (मोनोक्लिनिक), Sr3Al2O6 (घन क्रिस्टल प्रणाली ), SrAl12O19 (हेक्सागोनल क्रिस्टल परिवार), और Sr4Al14O25 (विषमलंबाक्ष)। विभिन्न रचनाएँ प्रकाश के विभिन्न रंगों का उत्सर्जन करती हैं।

इतिहास

स्फुरदीप्ति सामग्री स्फुरदीप्ति में खोजी गई थी, और लोग उनका अध्ययन कर रहे हैं और सदियों से सुधार कर रहे हैं। 1993 में स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट रंगद्रव्य का विकास उच्च चमक और लंबे स्फुरदीप्ति के साथ अंधेरे में चमकने वाली सामग्री के लिए एक विकल्प खोजने की आवश्यकता से प्रेरित था, विशेष रूप से वे जो प्रोमिथियम का उपयोग करते थे। इसके कारण यासुमित्सु आओकी (नेमोटो एंड कंपनी) द्वारा जिंक सल्फाइड की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक चमकदार और लगभग 10 गुना अधिक फॉस्फोरेसेंस वाली और 10 गुना अधिक महंगी सामग्री की खोज हुई। स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट्स अब व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सबसे लंबे समय तक चलने वाला और सबसे चमकीला फॉस्फोरसेंट पदार्थ है।

कई स्फुरदीप्ति-आधारित उद्देश्यों के लिए, स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट अपने पूर्ववर्ती, ताँबा -सक्रिय जिंक सल्फाइड से बेहतर फॉस्फर है, जो लगभग 10 गुना तेज और 10 गुना अधिक चमकदार है।[citation needed] फॉस्फोरेसेंस ऑब्जेक्ट्स में इसका अक्सर उपयोग किया जाता है, जहां यह सस्ते लेकिन कम कुशल Cu:ZnS को प्रतिस्थापित करता है जिसे बहुत से लोग पुरानी यादों से पहचानते हैं - यही वह है जो 'अंधेरे सितारों में चमक' स्टिकर की चमक बनाता है।

फॉस्फोरसेंट तंत्र की समझ में प्रगति, साथ ही आणविक इमेजिंग में प्रगति ने उपन्यास, अत्याधुनिक स्ट्रोंटियम एल्यूमिनेट्स के विकास को सक्षम किया है।[1]


गुण

स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट फॉस्फोर हरे और एक्वा (रंग) का उत्पादन करते हैं, जहां हरा उच्चतम चमक देता है और एक्वा सबसे लंबे समय तक चमक देता है। सूत्रधार मैट्रिक्स के रूप में विभिन्न एलुमिनेट्स का उपयोग किया जा सकता है। यह यूरोपियम आयन के उत्सर्जन की तरंग दैर्ध्य को प्रभावित करता है, इसके आसपास के ऑक्सीजन के साथ सहसंयोजक बातचीत और परमाणु कक्षीय ऊर्जा स्तरों के क्रिस्टल क्षेत्र को विभाजित करता है।[2] स्ट्रोंटियम एल्यूमिनेट के लिए उत्तेजना तरंगदैर्ध्य 200 से 450 एनएम तक है, और उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य 420 से 520 एनएम तक है। इसके हरे सूत्रीकरण के लिए तरंग दैर्ध्य 520 एनएम है, इसका एक्वा, या नीला-हरा संस्करण 505 एनएम पर उत्सर्जित होता है, और इसका नीला 490 एनएम पर उत्सर्जित होता है। स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट को लंबे समय तक (पीले से लाल) तरंग दैर्ध्य में भी फॉस्फोरस के लिए तैयार किया जा सकता है, हालांकि ऐसा उत्सर्जन अक्सर कम तरंग दैर्ध्य पर अधिक सामान्य फॉस्फोरेसेंस की तुलना में मंद होता है।

यूरोपियम-डिस्प्रोसियम डोप्ड एलुमिनेट्स के लिए, शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्घ्य 520 एनएम हैं SrAl2O4, 480 एनएम के लिए SrAl4O7, और 400 एनएम के लिए SrAl12O19.[3]

Eu2+,Dy3+:SrAl2O4 औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए लगातार ल्यूमिनेसेंट फॉस्फर के रूप में महत्वपूर्ण है। इसे 900 डिग्री सेल्सियस पर पिघले हुए नमक की सहायता से प्रक्रिया द्वारा उत्पादित किया जा सकता है।[4] सबसे अधिक वर्णित प्रकार स्टोइकियोमेट्रिक ग्रीन-एमिटिंग (लगभग 530 एनएम) है Eu2+:SrAl2O4. Eu2+,Dy3+,B:SrAl2O4 यूरोपियम-ओनली डोप्ड सामग्री की तुलना में काफी लंबे समय के बाद की चमक दिखाता है। यूरोपीय संघ2+ मादक पदार्थ उच्च आफ्टरग्लो दिखाता है, जबकि Eu3+ के पास लगभग कोई नहीं है। polycrystalline Mn:SrAl12O19 का उपयोग प्लाज्मा प्रदर्शन के लिए एक हरे रंग के फॉस्फोर के रूप में किया जाता है, और जब प्रेसियोडीमियम या Neodymium के साथ डोप किया जाता है तो यह एक अच्छे सक्रिय लेजर माध्यम के रूप में कार्य कर सकता है। Sr0.95Ce0.05Mg0.05Al11.95O19 70% की क्वांटम दक्षता के साथ 305 एनएम पर निकलने वाला फॉस्फोर है। SOL-जेल प्रक्रिया द्वारा कई स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट्स तैयार किए जा सकते हैं।[5] उत्पादित तरंग दैर्ध्य सामग्री की आंतरिक क्रिस्टल संरचना पर निर्भर करते हैं। निर्माण प्रक्रिया में मामूली संशोधन (वातावरण को कम करने का प्रकार, अभिकर्मकों के स्तुईचिओमेटरी के छोटे बदलाव, कार्बन या दुर्लभ-पृथ्वी halide के अतिरिक्त) उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकते हैं।

स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट फॉस्फर को आमतौर पर लगभग 1250 डिग्री सेल्सियस पर जलाया जाता है, हालांकि उच्च तापमान संभव है। बाद में 1090 °C से ऊपर के तापमान के संपर्क में आने से इसके फॉस्फोरसेंट गुणों का नुकसान होने की संभावना है। उच्च फायरिंग तापमान पर, Sr3Al2O6 में परिवर्तन होता है SrAl2O4.[6] सैरियम और मैंगनीज डोप्ड स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट (Ce,Mn:SrAl12O19) पराबैंगनी विकिरण (253.7 एनएम पारा उत्सर्जन रेखा, कुछ हद तक 365 एनएम) से उत्तेजित होने पर 515 एनएम पर तीव्र नैरोबैंड (22 एनएम चौड़ा) स्फुरदीप्ति दिखाता है। इसका उपयोग फोटोकॉपीयर और अन्य उपकरणों में फ्लोरोसेंट लैंप में फॉस्फर के रूप में किया जा सकता है। एल्युमीनियम को प्रतिस्थापित करने वाले सिलिकॉन की एक छोटी मात्रा उत्सर्जन की तीव्रता को लगभग 5% तक बढ़ा सकती है; फॉस्फर की पसंदीदा रचना है Ce0.15Mn0.15:SrAl11Si0.75O19.[7] हालांकि, सामग्री में उच्च कठोरता होती है, जिससे इसे संसाधित करने में प्रयुक्त मशीनरी को घर्षण होता है; निर्माता अक्सर कणों को प्लास्टिक में जोड़ते समय एक उपयुक्त स्नेहक के साथ कोट करते हैं। कोटिंग समय के साथ फॉस्फर को पानी के क्षरण से भी रोकता है।

चमक की तीव्रता कण आकार पर निर्भर करती है; आम तौर पर, कण जितने बड़े होते हैं, चमक उतनी ही बेहतर होती है।

संरचनात्मक सामग्री

स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट सीमेंट का उपयोग दुर्दम्य संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जा सकता है। इसे लगभग 1500 °C पर मोटे तौर पर समतुल्य अनुपात में अल्युमिना के साथ स्ट्रोंटियम ऑक्साइड या स्ट्रोंटियम कार्बोनेट के मिश्रण के सिंटरिंग द्वारा तैयार किया जा सकता है। इसका उपयोग 2000 °C तक के तापमान के साथ-साथ विकिरण परिरक्षण के लिए दुर्दम्य कंक्रीट के लिए सीमेंट के रूप में किया जा सकता है। स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट सीमेंट्स का उपयोग कच्चे माल की उपलब्धता से सीमित है।[8] स्ट्रोंटियम -90 नामक रेडियोधर्मी कचरे के विखंडन उत्पादों के स्थिरीकरण के लिए प्रस्तावित सामग्री के रूप में स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट्स की जांच की गई है।[9] यूरोपियम-डोप्ड स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट नैनोकणों को सामग्री में तनाव और दरार के संकेतक के रूप में प्रस्तावित किया जाता है, क्योंकि वे यांत्रिक तनाव (mechanoluminescence) के अधीन होने पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। वे मेकेनो-ऑप्टिकल नैनो उपकरणों के निर्माण के लिए भी उपयोगी हैं। इस उद्देश्य के लिए गैर-संकुलित कणों की आवश्यकता होती है; उन्हें पारंपरिक रूप से तैयार करना मुश्किल है लेकिन वातावरण को कम करने में स्ट्रोंटियम एसिटाइलएसीटोनेट, एल्यूमीनियम एसिटाइलएसीटोनेट और यूरोपियम एसिटाइलएसीटोनेट के मिश्रण के अल्ट्रासोनिक स्प्रे पायरोलिसिस द्वारा बनाया जा सकता है (5% हाइड्रोजन के साथ आर्गन)।[10]


औद्योगिक और वाणिज्यिक अनुप्रयोग

पुन: प्रयोज्य और गैर विषैले ग्लो स्टिक स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट कणों से बनी होती है जो एक व्यवस्थित सामग्री के साथ मिश्रित होती है। अलग-अलग रंग थोड़े अलग स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट फ़ार्मुलों से बनाए जाते हैं।

स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट आधारित आफ्टरग्लो रंगद्रव्य का विपणन कई ब्रांड नामों के तहत किया जाता है जैसे Core Glow, Super-LumiNova[11] और लुमिब्राइट, Seiko द्वारा विकसित।

कई कंपनियां अतिरिक्त रूप से ऐसे उत्पाद बेचती हैं जिनमें स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट कणों और एक 'होस्ट सामग्री' का मिश्रण होता है। रिचार्ज करने की लगभग अंतहीन क्षमता के कारण, स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट उत्पाद कई उद्योगों को पार करते हैं। स्ट्रीट लाइटिंग के कुछ सबसे लोकप्रिय उपयोग हैं, जैसे कि वायरल बाइक पथ।[12] मानक निर्माण प्रक्रियाओं के भीतर उपयोग में आसानी के लिए कंपनियां स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट के साथ मिश्रित एक औद्योगिक मार्बल एग्रीगेट पेश करती हैं। निर्माण के अंतिम चरण के दौरान चमकते मार्बल समुच्चय को अक्सर सीमेंट या डामर में दबा दिया जाता है।

स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट कणों का उपयोग करके अब पुन: प्रयोज्य और गैर विषैले ग्लो स्टिक विकल्प विकसित किए जा रहे हैं।

क्यूबिक स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट का उपयोग जटिल ऑक्साइड सामग्री की मुक्त-खड़ी फिल्मों के उत्पादन के लिए पानी में घुलनशील बलिदान परत के रूप में किया जा सकता है। [1] [2]

सुरक्षा

स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट्स को गैर विषैले माना जाता है, और जैविक और रासायनिक रूप से निष्क्रिय होते हैं। MSDS

ढीले पाउडर को संभालते समय सावधानी बरतनी चाहिए, जो सांस लेने या म्यूकस मेम्ब्रेन के संपर्क में आने पर जलन पैदा कर सकता है।

व्यावसायिक अनुप्रयोगों में पर्यावरणीय लाभ

प्रकाश व्यवस्था के लिए स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट्स का उपयोग बिजली के उपयोग को कम करने और अत्यधिक प्रकाश प्रदूषण को कम करने के लिए काम कर सकता है। प्रकाश प्रदूषण को कम करने से लोगों और आसपास के पारिस्थितिक तंत्र को लाभ होता है। स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट लाइटिंग के उपयोग का एक उदाहरण प्यूर्टो मच्छर के आसपास है, जो विएक्स, प्यूर्टो रिको पर एक बायोलुमिनेसेंस बे है। वहाँ के संरक्षण ट्रस्ट ने खाड़ी के चारों ओर विद्युत प्रकाश व्यवस्था की, जो खाड़ी में चमकने वाले जीवों की सर्कैडियन लय (पाइरोडीनियम बहामेन्स) पर नकारात्मक प्रभाव डाल रही थी। इलेक्ट्रिक लाइटिंग को हटाकर, और [3] इंस्टॉल करके -reduce-light-pollution पाथ] जो इसके बजाय स्ट्रोंटियम एल्यूमिनेट सिस्टम से जगमगाया गया था, पर्यटक अभी भी पार्किंग स्थल से खाड़ी तक अपना रास्ता खोज सकते हैं, बायोल्यूमिनेसेंस अधिक दृश्यमान और स्वस्थ है, और लोगों की आँखों को कुछ और मिनट मिलते हैं अंधेरे में समायोजित करें।

स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट प्रकाश का एक अन्य उपयोग लोवेल एस्ट्रोफिजिकल वेधशाला के आसपास है। खगोलभौतिक वेधशालाओं को तारों को ठीक से देखने के लिए कम रोशनी की आवश्यकता होती है और अक्सर प्रकाश प्रदूषण|प्रकाश-प्रदूषण सुरक्षित प्रकाश व्यवस्था में सर्वोत्तम प्रथाओं का उपयोग करती हैं। अब वेधशाला रात में चमकने वाले रास्तों से सुसज्जित है, जिससे शोधकर्ताओं और आगंतुकों को चमकदार बिजली की रोशनी के उपयोग के बिना अंधेरे में सुरक्षित रूप से अपना रास्ता खोजने में मदद मिलती है।

संदर्भ

  1. ↑ Inan Akmehmet, Guliz; Šturm, Sašo; Komelj, Matej; Samardžija, Zoran; Ambrožič, Bojan; Sezen, Meltem; Čeh, Miran; Ow-Yang, Cleva W. (2019-11-01). "Origin of long afterglow in strontium aluminate phosphors: Atomic scale imaging of rare earth dopant clustering". Ceramics International (in English). 45 (16): 20073–20077. doi:10.1016/j.ceramint.2019.06.271. ISSN 0272-8842.
  2. ↑ Dutczak, D.; Jüstel, T.; Ronda, C.; Meijerink, A. (2015). "Eu2+ luminescence in strontium aluminates". Phys. Chem. Chem. Phys. 17 (23): 15236–15249. Bibcode:2015PCCP...1715236D. doi:10.1039/C5CP01095K. hdl:1874/320864. PMID 25993133. S2CID 13801803.
  3. ↑ Katsumata, Tooru; Sasajima, Kazuhito; Nabae, Takehiko; Komuro, Shuji; Morikawa, Takitaro (20 January 2005). "लंबी अवधि के फॉस्फोर के लिए प्रयुक्त स्ट्रोंटियम एल्युमिनेट क्रिस्टल के लक्षण". Journal of the American Ceramic Society. 81 (2): 413–416. doi:10.1111/j.1151-2916.1998.tb02349.x.
  4. ↑ Rojas-Hernandez, Rocío Estefanía; Rubio-Marcos, Fernando; Gonçalves, Ricardo Henrique; Rodriguez, Miguel Ángel; Véron, Emmanuel; Allix, Mathieu; Bessada, Catherine; Fernandez, José Francisco (19 October 2015). "Original Synthetic Route To Obtain a SrAlO Phosphor by the Molten Salt Method: Insights into the Reaction Mechanism and Enhancement of the Persistent Luminescence". Inorganic Chemistry. 54 (20): 9896–9907. doi:10.1021/acs.inorgchem.5b01656. PMID 26447865.
  5. ↑ Misevičius, Martynas; Jørgensen, Jens Erik; Kareiva, Aivaras (2013). "Sol-Gel Synthesis, Structural and Optical Properties of Cerium-Doped Strontium Aluminates, Sr3Al2O6 and SrAl12O19". Materials Science. 19 (4). doi:10.5755/j01.ms.19.4.2670.
  6. ↑ Liu, Yun; Xu, Chao-Nan (May 2003). "Influence of Calcining Temperature on Photoluminescence and Triboluminescence of Europium-Doped Strontium Aluminate Particles Prepared by Sol−Gel Process". The Journal of Physical Chemistry B. 107 (17): 3991–3995. doi:10.1021/jp022062c.
  7. ↑ "संग्रहीत प्रति" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2015-12-10. Retrieved 2015-12-08.
  8. ↑ Odler, Ivan (2003-09-02). विशेष अकार्बनिक सीमेंट्स. ISBN 9780203302118. Archived from the original on 2021-06-28. Retrieved 3 March 2016.
  9. ↑ "संग्रहीत प्रति" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2015-12-08. Retrieved 2015-12-08.
  10. ↑ Acers (American Ceramics Society, The) (2010-01-14). नैनो टेक्नोलॉजी में प्रगति. ISBN 9780470588239. Archived from the original on 2021-06-28. Retrieved 3 March 2016.
  11. ↑ "RC TRITEC Ltd. : Swiss Super-LumiNova®". Archived from the original on 5 July 2018. Retrieved 3 March 2016.
  12. ↑ Cross, Daniel T. (2019-04-15). "पोलैंड में धूप से चलने वाला साइकिल पथ अंधेरे में चमकता है". Sustainability Times (in British English). Retrieved 2021-09-30.
  • R C Ropp Elsevier (2013-03-06). Encyclopedia of the alkaline earth compounds. Elsevier. p. 555. ISBN 9780444595508.


बाहरी संबंध

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