Композитный геттерный материал на основе цеолита и способ его получения

Изобретение относится к геттерным материалам для светоизлучающих устройств. Композитный геттерный материал предназначен для удаления паров воды и остаточного кислорода. Согласно изобретению поверхность цеолита типа А4 покрывается жидким сплавом калий-натрий с содержанием калия от 40 до 90 мас. %, при массовой доле сплава по отношению к цеолиту 0,5-10,0%. Активация цеолита осуществляется нагреванием в вакууме при температуре 250-300°С в течение 4-6 ч. Цеолит охлаждается в атмосфере сухого аргона или вакууме до 20-25°С. Пропитку гранул цеолита сплавом проводят при 100-110°С в атмосфере сухого аргона. Изобретение обеспечивает повышение поглощающей способности материала по кислороду. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 пр.

 

Изобретение относится к электронной промышленности, к изготовлению органических светоизлучающих диодов (OLED-organic light emitting diodes).

При изготовлении органических светоизлучающих устройств (OLED/ОСИД) необходимо защищать активные слои от взаимодействия с кислородом воздуха и парами воды. Для этого при герметизации (инкапсуляции) готового устройства внутри корпуса помещают геттерные материалы.

Известны геттерные материалы на основе оксидов щелочноземельных материалов (CaO, BaO) (Jae-Hyung Park, Seong-Geun Oh, Preparation of CaO as OLED getter material through control of crystal growth of СаСО3 by block copolymers in aqueous solution, Materials Research Bulletin, v. 44 (1), 2009, p. 110-118). Эти материалы поглощают остаточную воду, что обеспечивает увеличение срока службы устройства. Для изготовления геттеров прокаливают тонкодисперсные порошки карбонатов или гидроксидов щелочноземельных металлов, после чего охлаждают их в атмосфере, не содержащей пары воды (очищенный азот или аргон). Недостатком известных аналогов является недостаточная емкость по парам воды, кроме того, они не позволяют связывать следы кислорода, из-за чего операцию инкапсулирования необходимо производить в атмосфере инертного газа с низким содержанием кислорода (0,1-0,5 ppm).

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является геттер на основе цеолита, представляющий собой пасту, содержащую, помимо тонкоизмельченного до 10 мкм цеолита, воду и неорганическое связующее (М. Erdmann, N. Schall, A. Kirtikar, Р-63: Getter Paste for OLED Application, SID Symposium Digest of Technical Papers, v. 37, (1), 2012, p 436-439). Преимуществом указанного материала является более высокая емкость по отношению к парам воды по сравнению с традиционными геттерами. Основные недостатки прототипа заключаются в том, что для его использования требуется дополнительная операция активации цеолита, заключающаяся в нагреве всего устройства до 250°С, и, кроме того, проблема поглощения следов кислорода этим материалом не решается.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание геттерного материала, не требующего активации и, кроме того, способного поглощать следы кислорода при комнатной температуре.

Предлагаемый материал представляет собой гранулы активированного цеолита типа 4А (средний размер пор 0,4 нм) диаметром 0,2-0,5 мм (Acros Organics, Бельгия) с нанесенным на него сплавом калий-натрий (от 40 до 90 мас. % калия), жидким при комнатной температуре. Предпочтительно использовать эвтектический сплав (78 мас. % калия). Массовая доля сплава по отношению к цеолиту составляет 0,5-10,0%. При меньших значениях доли сплава снижается емкость, при более высоких сплав неравномерно распределяется на гранулах цеолита.

Для цеолита поглощение воды осуществляется путем адсорбции в порах. При пропитке цеолита сплавом калий-натрий появляется механизм химического связывания кислорода.

Процесс приготовления геттера состоит из следующих стадий: активация цеолита путем нагревания в вакууме при температуре 250-300°С и давлении 10-1-10-2 Торр в течение 4-6 часов, охлаждении в атмосфере сухого аргона или вакууме до 20-25°С, добавления к цеолиту отвешенного количества сплава, пропитку гранул при 100-110°С в атмосфере сухого аргона в течение 2-4 часов при периодическом перемешивании и охлаждения продукта до комнатной температуры в атмосфере защитного газа (сухого аргона).

Полученный таким образом материал представляет собой сыпучие гранулы темно-серого цвета, которые можно сохранять длительное время (несколько месяцев) в герметично закрытых контейнерах в инертной атмосфере. Материал не требует дополнительной активации и при помещении в корпус устройства готов к работе.

Пример 1.

В круглодонной колбе на 1 л, снабженной термометром и отводом с краном, присоединенном к вакуумной системе, 95 г гранулированного цеолита 4А нагревают до 250°С в течение 5 часов при давлении 0,1 Торр, после чего охлаждают в вакууме до 25°С и заполняют колбу сухим аргоном. В токе аргона добавляют 5 г сплава, содержащего 78 мас. % калия и 22 мас. % натрия, закрывают колбу и нагревают смесь до 100°С 2 часа, периодически встряхивая колбу до поглощения всего сплава и образования равномерно-серого порошка. Затем колбу охлаждают и сохраняют геттер, содержащий 5% металла, в инертной атмосфере. Содержание паров воды и кислорода в газе над таким препаратом составило 0,5 и 0,8 ppm соответственно. Измерения содержания паров воды и кислорода проводились с помощью сенсоров MO-SE-1 и OX-SE-1 (М. Braun Inertgas-Systeme GmbH, Германия), непосредственно присоединенных к измерительной камере.

Пример 2.

Аналогично на 90 г цеолита наносят 10 г сплава (10%), содержащего 90 мас. % калия. Сплав полностью поглощается цеолитом за 2 часа при 110°С и периодическом встряхивании. Содержание паров воды и кислорода в газе над таким препаратом составило 1,1 и 0,6 ppm соответственно.

Пример 3.

Аналогично на 99.5 г цеолита наносят 0,5 (0.5%) г сплава, содержащего 90 мас. % калия. Сплав полностью поглощается цеолитом за 2 часа при 110°С и периодическом встряхивании, образуя равномерное темно-серое покрытие на гранулах. Содержание паров воды и кислорода в газе над таким препаратом составило 1,3 и 0,8 ppm соответственно.

Пример 4.

Аналогично на 85 г цеолита наносят 15 г сплава (15%), содержащего 78 мас. % калия. Сплав полностью цеолитом не поглощается, образуется спекшаяся масса, непригодная для дальнейшего использования.

Пример 5.

Аналогично на 100 г цеолита наносят 0,2 (0.2%) г сплава, содержащего 90 мас. % калия. Сплав полностью поглощается цеолитом за 2 часа при 110°С и периодическом встряхивании, однако равномерного покрытия не образуется. Часть гранул остается непокрытой сплавом, поэтому материал непригоден для использования.

1. Композитный геттерный материал на основе цеолита, характеризующийся тем, что гранулы активированного цеолита типа 4А диаметром 0,2-0,5 мм со средним размером пор 0,4 нм покрыты жидким сплавом калий-натрий с содержанием калия от 40 до 90 мас. %, при массовой доле сплава по отношению к цеолиту 0,5-10,0%.

2. Композитный геттерный материал по п. 1, отличающийся тем, что использован эвтектический сплав с содержанием калия 78 мас. %.

3. Способ получения материала, охарактеризованного в п. 1, заключающийся в активации цеолита типа 4А путем нагревания в вакууме при температуре 250-300°C и давлении 10-1-10-2 Торр в течение 4-6 ч, последующем охлаждении в атмосфере сухого аргона или вакууме до 20-25°C, добавлении к цеолиту отвешенного количества сплава, пропитке гранул при 100-110°C в атмосфере сухого аргона в течение 2-4 ч при периодическом перемешивании и охлаждении продукта до комнатной температуры в атмосфере сухого аргона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению сорбентов для нефтепродуктов из вторичных ресурсов агропромышленного комплекса. Предложен способ получения сорбента из шрота семян винограда.

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов широкого спектра применения на основе природных полимеров растительного происхождения. Предложен способ получения сорбента из лузги подсолнечника.

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов на основе природных полимеров растительного происхождения. Предложен способ получения сорбента из лузги подсолнечника.

Изобретение относится к получению цеолитового адсорбента для селективного выделения аргона из смеси кислород-аргон. Согласно первому варианту осуществляют модифицирование цеолита типа NaY или ZSM-5 путем ионного обмена в растворе солей металлов, выбранных из серебра или церия, и последующее восстановление ионов металла до металлических наночастиц в среде дистиллированной воды или изопропилового спирта под воздействием ультразвука.

Изобретение относится к производству бумаги, а именно к применению коллоидного осажденного карбоната кальция (cPCC) для адсорбции и/или уменьшения количества, по меньшей мере, одного органического материала в водной среде, которая производится в процессах изготовления бумаги или варки целлюлозы.

Изобретение относится к области селективации адсорбентов для разделения газов, в частности к способу разделения газов. Способ включает приведение адсорбента или мембраны, содержащих цеолит с 8-членными кольцами или микропористый материал с 8-членными кольцами, в контакт с барьерным соединением, при условиях, эффективных для селективации адсорбента или мембраны, включающие температуру от 50 до 350°C и полное давление от 690 до 13,8 МПа изб., где селективация адсорбента или мембраны включает диффузию молекулы барьерного соединения через пористую структуру микропористого материала с 8-членными кольцами, приведение селективированного адсорбента или мембраны в контакт с входящим потоком газа, содержащим первый компонент и второй компонент, с образованием первого потока газа, обогащенного первым компонентом по отношению к входящему потоку газа, и сбор второго потока газа, обогащенного вторым компонентом по отношению к входящему потоку газа.

Изобретение относится к пористым частицам привитого сополимера, предназначенным для получения адсорбирующего материала, которые адсорбируют металлы и другие вещества, способу их производства и адсорбенту, в котором они применяются.

Изобретение относится к неорганическим сорбентам. Предложен сорбент, содержащий стабилизированный оксид и/или гидроксид железа (II).
Изобретение может быть использовано при получении сорбента для очистки водно-солевых промышленных стоков от радионуклидов и токсичных катионов металлов. Для получения фосфата титана смешивают твердый титанилсульфат аммония с фосфорной кислотой.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для концентрирования и разделения флавоноидов (ФЛ), таких как кверцетин, (+)-катехин, нарингин, для последующего определения в растительных образцах, фармацевтических препаратах.

Изобретение может быть использовано для сбора диоксида углерода. Монолитный контактор 200 содержит монолитный корпус 202 с входом 212, выходом 214 и множеством каналов 206, плотность которых по меньшей мере 100 каналов на квадратный дюйм.

Изобретение относится к получению цеолитового адсорбента для селективного выделения аргона из смеси кислород-аргон. Согласно первому варианту осуществляют модифицирование цеолита типа NaY или ZSM-5 путем ионного обмена в растворе солей металлов, выбранных из серебра или церия, и последующее восстановление ионов металла до металлических наночастиц в среде дистиллированной воды или изопропилового спирта под воздействием ультразвука.

Изобретение относится к получению цеолитового адсорбента для селективного выделения аргона из смеси кислород-аргон. Согласно первому варианту осуществляют модифицирование цеолита типа NaY или ZSM-5 путем ионного обмена в растворе солей металлов, выбранных из серебра или церия, и последующее восстановление ионов металла до металлических наночастиц в среде дистиллированной воды или изопропилового спирта под воздействием ультразвука.

Изобретение направлено на разработку блочного композиционного сорбционно-активного материала. Способ получения включает вращение объемной проводящей металлической матрицы, погруженной в суспензию, имеющую следующий состав (масс.%): цеолит фожазитовой структуры 32-37; каолин 11-15; вода 28,5-30,0; натрий карбоксиметилцеллюлоза 8,0-8,5; поливиниловый спирт 4,5-5,0; пероксид водорода 3,0-4,5; клееканифольный пенообразователь 2,5; гидроксид натрия 4,0.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов. Способ получения сорбента осуществляют путем модификации природного цеолита клиноптилолитового типа.

Изобретение относится к очистке природных и сточных вод и может быть использовано на водозаборах, промышленных предприятиях и в индивидуальных системах очистки питьевой воды.

Изобретение относится к способу очистки углеводородного сырья, содержащего олефины и по меньшей мере одну примесь, содержащую по меньшей мере один гетероатом, в котором осуществляют стадию контактирования сырья с адсорбентом, содержащим от 93 мас.% до 99,8 мас.% цеолита и от 0,2 до 7 мас.% связующего, причем цеолит относится к типу 12MR, причем указанный цеолит содержит кремний и элемент T, выбранный из группы, состоящей из алюминия, бора, галлия и железа, и атомное отношение Si/T в цеолите меньше 20.
Изобретение относится к получению органоминеральных сорбентов на основе природных алюмосиликатов. Способ получения гидрофобного сорбента из клиноптилолитового туфа включает термообработку клиноптилолитового туфа до постоянной массы, активирование при повышенной температуре в растворе 4,0 М соляной кислоты, промывку водой, сушку до постоянной массы, обработку раствором диметилдихлорсилана или триметилхлорсилана.

Изобретение относится к цеолитным адсорбентам. Адсорбент метилйодида включает цеолит, содержащий по меньшей мере один металл, адсорбирующий йодид, или его соединение.

Изобретение относится к способу бескислородного сочетания метана в олефины, в котором: метан в качестве исходного газа можно напрямую конвертировать в олефины и совместно получать ароматические соединения и водород; указанные катализаторы представляют собой катализаторы, в которых элементы-металлы легированы в каркас аморфных материалов в расплавленном состоянии, изготовленных из Si, связанного с одним или более атомами из С, N и О; количество легирующих металлов в легированном каркасе катализаторов составляет более чем 0,001 массового %, но менее чем 10 массовых % от общей массы катализатора.

Изобретение относится к неорганическим сорбентам. Предложен сорбент, содержащий стабилизированный оксид и/или гидроксид железа (II).

Изобретение относится к геттерным материалам для светоизлучающих устройств. Композитный геттерный материал предназначен для удаления паров воды и остаточного кислорода. Согласно изобретению поверхность цеолита типа А4 покрывается жидким сплавом калий-натрий с содержанием калия от 40 до 90 мас. , при массовой доле сплава по отношению к цеолиту 0,5-10,0. Активация цеолита осуществляется нагреванием в вакууме при температуре 250-300°С в течение 4-6 ч. Цеолит охлаждается в атмосфере сухого аргона или вакууме до 20-25°С. Пропитку гранул цеолита сплавом проводят при 100-110°С в атмосфере сухого аргона. Изобретение обеспечивает повышение поглощающей способности материала по кислороду. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 пр.

Наверх