一种X射线闪烁体材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种X射线闪烁体材料及其制备方法和应用，所述X射线闪烁体材料的化学式为Cs2SnCl6:Te

【技术实现步骤摘要】
一种X射线闪烁体材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及闪烁体材料及X射线成像领域，尤其涉及一种X射线闪烁体材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]X射线闪烁体是一种将吸收的高能粒子转换为低能光子的材料。X射线闪烁体材料在生物成像、核探测等多个领域有着广泛的应用。传统的闪烁体材料以塑料闪烁体或者碘化物(NaI、CsI:TI、SrI2:Eu
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)单晶以及部分氧化物(LuAG、YAG等)单晶为主，但是，单晶制备成本高；塑料闪烁体的吸收截面小。
[0003]近年来，卤化铅钙钛矿材料在X射线成像中的应用受到了广泛的关注。但由于存在稳定性差、铅毒性强、光自吸收强等缺陷，限制了其在X射线成像领域的开发应用。
[0004]另外，目前主流的商用产品硅酸钇镥(LYSO)，虽然具有高光产率和高能量分辨率等优点，但制备工艺复杂，闪烁性能可调控性差。复杂的制备工艺大大增加了大面积闪烁屏的生产成本，并且在高温条件下制备的LYSO块状晶体脆性大不适于在诸如口腔放射学、复杂非平面物体等柔性X射线成像中应用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种X射线闪烁体材料及其制备方法和应用。本专利技术的X射线闪烁体材料具有光学性能好、无毒、稳定、制备方法简单、制备成本低等优点。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种X射线闪烁体材料，化学式为Cs2SnCl6:Te
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。
[0007]本专利技术研究发现，Cs2SnCl6双钙钛矿材料在环境稳定性大幅提升的同时，完全避免了Pb毒性问题。Te
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掺杂Cs2SnCl6(CST)在激发状态下，可以形成自陷态激子(STEs)，从而实现该材料在X射线下的闪烁性能。此外，该材料表现出大的斯托克斯位移，可以很好的避免材料的光自吸收，而且Cs、Sn、Te原子序数都在50以上，与X射线有着较大的作用截面，可成为X射线激发的高效发光材料。
[0008]第二方面，本专利技术还提供上述X射线闪烁体材料的制备方法。
[0009]本专利技术提供的制备方法包括将氧化碲溶液、碳酸铯溶液与四氯化锡溶液进行混合反应的步骤。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，氧化碲、四氯化锡、碳酸铯的摩尔比为x:(1
‑
x):1，0<x<1。在本专利技术一个优选实施例中，x＝0.014。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述反应的温度为70
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90℃，时间为30
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60分钟。
[0012]在本专利技术的一些优选实施例中，反应温度为80℃，反应时间为30分钟。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述氧化碲溶液、碳酸铯溶液与四氯化锡溶液均为盐酸溶液。
[0014]具体操作中，可将氧化碲、碳酸铯和五水合四氯化锡先分别溶解在浓盐酸中得到
相应的前驱体溶液。
[0015]进一步地，按先后顺序将氧化碲溶液、碳酸铯溶液先后加入四氯化锡溶液中。
[0016]进一步地，反应结束后，用无水乙醇洗涤多次，固液分离取固体干燥，得到目标X射线闪烁体材料Cs2SnCl6:Te
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。
[0017]其中，固液分离可采用本领域常用的固液分离手段，例如离心分离。在本专利技术的一些实施例中，采用离心分离，离心速度为7000rpm/min左右，时间约为5分钟。分离后固体干燥的温度选取70℃左右。
[0018]第三方面，本专利技术提供一种X射线闪烁体薄膜，包括载体薄膜和包裹在所述载体薄膜内部的X射线闪烁体材料。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述载体薄膜为聚二甲基硅氧烷，所述X射线闪烁体材料Cs2SnCl6:Te
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的粒径为微米级。
[0020]本专利技术充分利用微晶的小尺寸特性，结合PDMS透明薄膜可制备大面积柔性闪烁屏/薄膜(如10*10cm2)，该薄膜具有优异的X射线成像性能，可用于医学影像以及安检设备等X射线成像领域。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述X射线闪烁体材料Cs2SnCl6:Te
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与聚二甲基硅氧烷的质量比为(0.5
‑
4)：10，优选为1:10。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述X射线闪烁体薄膜的制备包括将载体薄膜材料与所述X射线闪烁体材料混合后进行涂布的步骤，根据涂布衬底的大小调控所得薄膜面积大小，根据涂布厚度调控所得薄膜厚度。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，所述X射线闪烁体薄膜的制备包括以下步骤：将Cs2SnCl6:Te
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粉末与PDMS预聚物以及固化剂混合，同时进行搅拌和抽气处理，将得到的混合物在一定转速下旋涂在玻璃衬垫上，旋涂完成后将玻璃衬垫在120℃加热台上固化20分钟，最后将薄膜从玻璃衬垫上剥离，得到一定厚度的闪烁体薄膜。
[0024]其中，PDMS预聚物与固化剂的质量比为9:1。搅拌、抽气时间为30
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50分钟。
[0025]第四方面，本专利技术还提供上述X射线闪烁体材料或X射线闪烁体薄膜在X射线成像领域的应用。
[0026]本专利技术提供了一种X射线闪烁体材料及其制备方法和应用，本专利技术的Cs2SnCl6:Te
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闪烁体材料以及采用其制备的闪烁体薄膜其具有良好的光学性能、优异的稳定性以及环境友好等优点，且其无毒、制备方法简单。作为新型的闪烁体材料，在X射线成像、X射线探测领域具有巨大的潜力。
附图说明
[0027]图1为实施例1所得Cs2SnCl6:Te
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粉末的XRD谱图与PDF标准卡片对比；
[0028]图2为实施例1所得Cs2SnCl6:Te
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的吸收系数曲线；
[0029]图3为实施例1所得Cs2SnCl6:Te
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在X射线辐照下的光谱图；
[0030]图4为不同厚度柔性闪烁体薄膜的实物图以及紫外灯照射下的发光照片；
[0031]图5为实施例2所得柔性闪烁体薄膜的X射线成像应用；
[0032]图6为实施例2所得柔性闪烁体薄膜的X射线生物成像应用。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]若未具体指明，本专利技术实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0035]以下实施例中，若无特别说明，所用材料和试剂均可通过正规商业渠道获得。
[0036]实施例1
[0037]本实施例提供一种Cs2SnCl6:Te
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微晶闪烁体材料，其制备方法如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线闪烁体材料，其特征在于，化学式为Cs2SnCl6:Te
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。2.权利要求1所述的X射线闪烁体材料的制备方法，其特征在于，包括将氧化碲溶液、碳酸铯溶液与四氯化锡溶液进行混合反应的步骤。3.根据权利要求2所述的X射线闪烁体材料的制备方法，其特征在于，氧化碲、四氯化锡、碳酸铯的摩尔比为x:(1
‑
x):1，0<x<1。4.根据权利要求2所述的X射线闪烁体材料的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为70
‑
90℃，时间为30
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60分钟。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的X射线闪烁体材料的制备方法，其特征在于，所述氧化碲溶液、碳酸铯溶液与四氯化锡溶液均为盐酸溶液。6.一种X射线闪烁体薄膜，其特征在于，包括载体薄膜和包裹在所述载体薄膜内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩修训，卿小斐，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：