浅电子陷阱掺杂剂――Ru(Ⅱ)的应用研究

浅电子陷阱掺杂剂――Ru(Ⅱ)的应用研究
在乳剂制备中,加入某些掺杂剂能明显改善乳剂的照相性能,如提高感光度、提高反差、改善高照度互易率失效等。国内外学者对掺杂剂的应用研究较多如B.H.Carroll等15较为系统地研究了铱盐(Ir3+)对卤化银乳剂照相性能的影响,他们认为不同价态的铱盐离子及其配体络合物在乳剂中所起的作用不尽相同,他们的研究表明:(1)铱盐对生成潜影的增感作用;(2)铱盐对直接正性乳剂的增感作用;(3)可降低折痕和划伤;(4)起稳定和防灰雾作用;(5)其它作用,如提高反差、改善高照度互易率失效等。

铂(Pt)等)的裸离子及其配体络合物。此类掺杂剂主要作用是在AgX晶体能带结构禁带中引入额外净能级可俘获光电子,形成电子陷阱,造成与浅影中心对光电子的竞争,可提高反差(r)。掺杂剂进入AgX晶格位置,形成的电子陷阱有两类I71:(1)深电子陷讲,它俘获的光电子寿命长于潜影形成时间或永久地俘获光电子,不利于潜影的形成,会造成减感;(2)浅电子陷阱,它俘获的光电子寿命要短于潜影形成时间或暂时俘获光电子,有利于潜影的形成,起到提高感光度和改善高照度互易率失效等的作用,主要是第V1D族+2价的金属六配位络物,如4、4'4―、)对感光度的影响进行研究。

2.1实验方案以低感纯溴立方体乳剂模型为研究对象,通过将等量钌盐()加入乳剂颗粒不同位置及同一位置加入不同量的钌盐掺杂剂分别进行实验,比较各自乳剂感光度的变化,从而选出钌盐()作为掺杂剂的*佳条件。

2.2乳剂合成实验仪器:乳化设备、二成熟设备、pH酸度计、银电极、参比电极。

实验原材料:AgN03、KBr、NH4N03、稀H2S04、NaOH、、去离子明胶和水。乳剂合成:于T=42°C下合成A和B系列纯溴立方体乳剂,乳剂颗粒平均粒径d=0.30.4um.其中A系列是将钉盐()作为掺杂剂。

2.3实验结果2.3.1纯溴立方体A系列乳剂现将钌盐()按5.Xl6mol.1111(11)/0101.Ag的量分别加入乳剂合成各阶段,再将合成的乳剂进行二成熟、曝光(0.05秒)、用n-1液显影加工,其照相性能结果见表1.将实验结果1按掺杂剂的加入位置(时间)为横坐标,乳剂感光度(S)为纵坐标作图,得到感光度(S)随掺杂剂的加入时间的变化曲线,如。

表1A系列乳剂照相性能结果\位置性初胶液成核后平均粒径d乳化进程(%)性能80分增感率明1感光度(S)ffi瘳杂荆的加入位置交化曲线田感光度(S)瘳杂袖加入1:的交化曲线。3.2纯溴立方体乳剂B系列增大的变化趋势。

我们知道,乳剂的基本感光度(S)大小由形成的潜影中心数目决定,而潜影中心的形成又决定于乳剂所吸收的有效光电子数目(或光电子寿命),若光电子寿命长,则利于潜影的形成,提高感光度。但乳剂颗粒中存在正空穴,会缩短光电子寿命,造成一定的减感,如何延长光电子寿命是提高感光度的重要手段,钌盐()的加入正是起延长所吸收的光电子寿命作用。作为一种浅电子陷阱掺杂剂,钌盐()能暂时俘获光电子,延长光电子寿命,增大与间隙银离子(Agi+)结合机会,利于反应Agi++f进行。在此过程中,钉盐()作为很好的电子给体,而间隙银离子(Agi+)是电子受体,有效地进行光电子聚集,避免了与正空穴复合,这样,有利于潜影的形成,提高感光度(S)。

当钉盐()加入成核初期,形成的浅电子陷阱位于乳剂颗粒内部深处,当它俘获光电子时,使得较多的光电子由颗粒外部涌入内部,易形成内敏中心,造成颗粒表面光电子数目减少,影响了光电子效率,不利于表面潜影的形成,引起减感;另一方面由于钌盐()加入成核期(位置3),制得乳剂感光度低(S=2.6),重复该实验得相同结果,我们认为这主要是因为颗粒小(0.307um)引起的。作者认为可能是因为钌盐()加入,引入络阴离子(Ru(CN)6)),它影响了溴离子在晶核表面的吸附,改变了溶液中离子过饱和程度,造成晶核数增加,*终制得乳剂颗粒小。

从我们可以看出,乳剂感光度(S)随着钌盐()加入量的增加呈现先增加后减小的变化趋势,说明作为浅电子陷阱掺杂剂,钉盐()加入量过少,所起的浅电子陷阱作用小,感光度(S)提高不明显。随着钌盐加入量的增加,所起的浅电子陷阱作用越来越大,感光度不断提高并达一*佳值。继续加大钉盐用量,则会引起如下反应过甚,4Agi++4Ag4Ru(CN6,减少晶体表面间隙银离子数,使潜影形成效率降低,导致感光度降低。反映在中随着钌盐()加入量的增加,感光度(S)呈现先增加后减小的变化趋势。因此,我们认为钌盐的*佳加入量为5.0X1(T8~5.0XHT7mol/mol*Ag.对于纯溴立方体乳剂,通过钌盐(K4Ru(CN)6p的掺杂实验,我们得到以下几点结钌盐(IQRiCNW)掺杂剂*佳加入时间为乳化后期,即颗粒形成80~95%处;掺杂剂*佳用量为5.0父1-8~5.0父1-7111丨/111丨。八§;钌盐的引入能够将感光度提高20-40%.

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