ИСТИНА

Наиболее распространенным инструментом для дезинфекции предметов и помещений являются газоразрядные ртутные лампы. Однако их использование часто небезопасно для людей и окружающей среды. В качестве возможной и безопасной альтернативы активно разрабатываются бактерицидные УФ-лампы с использованием катодолюминесценции на основе неорганических материалов. Неорганические катодолюминофоры излучают за счёт катионов-активаторов, допированных в матрицу. В данной работе для получения УФ-испускающих соединений в качестве активаторов были выбраны катионы Pr3+ и Pb2+, люминесцирующие в диапазоне жесткого (270 нм) и среднего (360 нм) УФ, соответственно. Исходя из требований к матрицам, а именно возможности замещения выбранными активаторами, их эффективного возбуждения и высокой стабильности люминофора под катодными лучами, были выбраны YBO3, YPO4 для Pr3+ и BaSi2O5 для Pb2+. Соединения YBO3:Pr3+(1%), YPO4:Pr3+(1%) и BaSi2O5:Pb2+(0.5, 1, 2, 4%) были получены твердофазным методом спекания гомогенизированных оксидов и соответствующей кислоты, ее соли или оксида кремния, соответственно. Состав и морфологию полученных соединений устанавливали по совокупности методов рентгенофазового анализа, рентгеновской фотоэлектронной и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, а также Оже-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Поскольку было выдвинуто предположение, что в ходе спекания образовывается примесь Pr(VI), был проведен восстановительный отжиг в атмосфере аргон-водород (0.5-5%). Размер частиц полученных соединений составил 4-10 мкм, что оптимально для эффективного рассеяния энергии электрона при катодном возбуждении. По результатам измерений в Физико-техническом институте имени А.Ф. Иоффе было показано, что все образцы демонстрируют интенсивную катодолюминесценцию, при этом для YPO4:Pr3+ интенсивность после восстановительного отжига повышается в два раза. Также были зарегистрированы спектры катодолюминесценции для серии образцов BaSi2O5:Pb2+. Исходя из полученных данных, было показано, что наибольшую интенсивность демонстрирует BaSi2O5:Pb2+ (4%) при облучении электронным пучком с разгонным напряжением 10 кВ. Для перехода к тестированию материалов в качестве излучателей катодолюминесцентных ламп была сконструирована специальная установка, состоящая из высоковакуумного откачного поста (2), вакуумной камеры (1), электронно-лучевой пушки (7) и масс-спектрометра (6). На фланце вакуумной камеры установлено измерительное кварцевое окно (10), через которое проводили измерения мощности излучения и измерение спектра. По результатам измерения полученных соединений в специальной установке было показано, что наибольшую интенсивность также демонстрирует BaSi2O5:Pb2+(4%) при облучении электронным пучком с энергией 5 кэВ.