[发明专利]一种闪烁材料及其制备方法及其应用有效

专利信息
申请号: 202111021247.8 申请日: 2021-09-01
公开(公告)号: CN113801165B 公开(公告)日: 2022-08-16
发明(设计)人: 卢健;郑发鲲;高娟;郭国聪 申请(专利权)人: 中国科学院福建物质结构研究所;闽都创新实验室
主分类号: C07F13/00 分类号: C07F13/00;C09K11/06;G01T1/00
代理公司: 北京元周律知识产权代理有限公司 11540 代理人: 毛薇
地址: 350002 福建*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 闪烁 材料 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

本申请公开了一种闪烁材料及其制备方法及其应用。所述闪烁材料的化学式是C42H42X2MnO2P2;其中,X选自Cl、Br中的一种;所述闪烁材料具有优异的X‑射线闪烁性能以及灵敏的X‑射线检测能力,其检测限远低于常规医疗诊断剂量标准5.50μGyair/s。与目前商业化的闪烁材料相比,本申请所述闪烁材料的性能存在显著的优越性,且克服了其存在的合成过程中带来的重金属污染以及高耗能等缺点,在绿色合成高性能闪烁材料领域具有重要商业应用价值。

技术领域

本申请涉及一种闪烁材料及其制备方法及其应用,属于闪烁材料领域。

背景技术

闪烁材料是指高能粒子的撞击下,能将高能粒子的动能转变为光能而发出闪光的材料。目前商业化的闪烁材料主要有锗酸铋Bi4Ge3O12(BGO)、钨酸铅PbWO4(PWO)、钨酸镉CdWO4(CWO)、硅酸钇镥Lu1.8Y0.2SiO5:Ce (LYSO)等。这些闪烁材料往往在1000℃以上的高温下烧制而成,工业耗能极高,由于含有重金属等元素还易造成生产环境中重金属污染等问题,而且在高温单晶生长中,微小散射颗粒的存在、激活剂离子的沉积等也易带来性能上的巨大差异。

与此同时,随着技术的发展与环保要求的提高,需要性能更加优异的绿色闪烁材料,因此,在提升闪烁性能的前提下,还需要有不含重金属、环境友好、易加工等特点,成为新型闪烁材料的重要研究方向。

发明内容

根据本申请的一个方面,提供一种闪烁材料,该闪烁材料中的化合物C42H42Cl2MnO2P2的闪烁强度约为锗酸铋BGO闪烁晶体的0.87倍,化合物 C42H42Br2MnO2P2的闪烁强度约为BGO的4.27倍。

根据本申请的一个方面,提供一种闪烁材料,所述闪烁材料的化学式如式I所示:

C42H42X2MnO2P2式I

其中,X选自Cl、Br中的一种。

所述闪烁材料可以为块状大单晶,也可以是晶体粉末。

所述闪烁材料中不含有重金属。

可选地,所述闪烁材料含有两个不对称结构单元;

所述不对称结构单元包含1个氧化后的三(邻甲基苯基)氧磷配体,1个半占据的Mn2+离子和一个X离子;C21H21P为芳香环有机膦化合物。

所述闪烁材料微观形貌为零维结构。

可选地,所述闪烁材料中,Mn为+2价金属离子,为四面体空间配位构型结构;

其四面体空间配位构型结构如图8,配位中,两个X均为Cl或者均为Br;

当X=Cl时,Mn-Cl键长为Mn-O键长为以Mn为中心,Cl1A-Mn1-Cl1键角为111.61(4)°,O1A-Mn1-Cl1A键角为 113.29(5)°,O1-Mn1-Cl1A键角为107.64.61(5)°,O1-Mn1-Cl1键角为 113.29(5)°,O1A-Mn1-ClA键角为107.17(9)°,均在正常数值范围内,其中 A为对称化操作代码3/2-x,+y,1-z。

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