【技术实现步骤摘要】
本公开涉及闪烁体材料，更具体的，涉及一种铜基闪烁体纳米晶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、医学影像设备在肺炎筛查和诊断过程中不可或缺，如何设计分辨率更高、x射线使用剂量更低、成本更低的医用x射线探测技术成为本领域的研究热点和迫切目标。x射线成像探测器根据光电转化过程不同可分为直接型和间接型成像探测器。直接型成像探测器通过光电转换直接将x射线转化为电信号进行成像，但由于x射线光子能量大，而光电转换材料所能承受的x射线能量范围较低，因此导致直接型探测器效率低、寿命短。目前大多数应用的x射线探测器属于间接成像探测器，即利用闪烁体将x射线转换为荧光信号，随后通过光电二极管将荧光型号转为电信号。因此，闪烁体是间接型x射线探测器的核心感光元件，其性能直接影响到最终图像的分辨率。
2、目前常见的闪烁体以掺杂铽的硫氧化钆(gd2o2s：tb，gos)、掺铈正硅酸镥钇(lu1.8y0.2sio5：ce，lyso：ce)和掺铊的碘化铯(csi：tl)为主。这些传统闪烁体材料制备工艺复杂，尤其是氧化物闪烁体，制备所需温度超过1700℃；对于csi：tl晶体，其生长需要高真空环境，生长速率较低，成本较高；此外，还具有不可调谐的辐射发光波长以及有限的x射线转化效率。
3、近年来，钙钛矿材料作为一种新型材料，凭借其制备简单、生产成本低、荧光量子产率高、可调节波长以及光电转化效率高等优良性能已经在光催化、太阳能电池以及发光二极管等领域引起了广泛的关注。由于钙钛矿材料其具有较高的有效原子序数，因而对x射线具有较高的吸收系数，除此之外，
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种铜基闪烁体纳米晶及其制备方法和应用，以简化制备工艺，降低生产成本，提高铜基闪烁体纳米晶的性能，并提高工艺的安全性。
3、(二)技术方案
4、根据本公开的一个方面，提供了一种铜基闪烁体纳米晶的制备方法，包括：制备铜基闪烁体前驱体溶液；以及对铜基闪烁体前驱液进行雾化急冷制备铜基闪烁体纳米晶。
5、上述方案中，所述制备铜基闪烁体前驱体溶液，包括：将碱金属卤化物溶解于去离子水中形成溶液a，将卤化亚铜溶解于氢卤酸中形成溶液b；将溶液a和溶液b按照2∶1的摩尔比例均匀混合，随后添加还原保护剂防止亚铜离子的氧化；将反应液加热到特定温度后保温一段时间，即得到铜基闪烁体前驱体溶液。
6、上述方案中，所述碱金属卤化物为rbbr，所述卤化亚铜为cubr，所述氢卤酸为hbr。
7、上述方案中，所述还原保护剂为次磷酸或次氯酸，添加量为混合液体体积的2％-6％。
8、上述方案中，所述将反应液加热到特定温度后保温一段时间的步骤中，所述特定温度为100～150℃，所述保温时间为2～6h。
9、上述方案中，所述对铜基闪烁体前驱液进行雾化急冷制备铜基闪烁体纳米晶，包括：利用雾化急冷技术，对铜基闪烁体前驱液进行雾化处理，将雾化后的铜基闪烁体前驱液通入固态二氧化碳孔隙，急剧冷却后析出闪烁体纳米晶体。
10、上述方案中，所述对铜基闪烁体前驱液进行雾化处理，采用超声雾化处理或压缩空气式雾化，其中超声雾化后的雾化粒径为10μm，压缩空气式雾化后的雾化粒径为3μm。
11、上述方案中，所述超声雾化的参数为：超声频率1.7mhz，功率50w。
12、上述方案中，所述对铜基闪烁体前驱液进行雾化处理，雾化后液滴的粒径为10μm、5μm或2μm。
13、上述方案中，所述析出闪烁体纳米晶体之后，还包括：采用有机溶剂对纳米晶进行清洗，随后进行离心、干燥即可得到铜基闪烁体纳米晶粉末。
14、上述方案中，所述有机溶剂为异丙醇或乙醇。
15、上述方案中，所述离心、干燥过程中，离心转速为2000～5000rpm，真空干燥温度为20～40℃，真空干燥时间为20～60分钟，真空度为-0.05～-0.1mpa。
16、根据本公开的另一个方面，提供了一种铜基闪烁体纳米晶，采用所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法制得。
17、根据本公开的再一个方面，提供了所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法制得的铜基闪烁体纳米晶在x射线探测器和γ射线探测器领域中的应用。
18、(三)有益效果
19、从上述技术方案可以看出，本公开提供的铜基闪烁体纳米晶及其制备方法和应用，至少具有以下有益效果：
20、1、相比于传统氧化物闪烁体，本公开提供的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，采用的雾化急冷方法工艺简单，简单可控，温度最高仅100℃，简化了制备工艺，极大的降低了铜基闪烁体纳米晶的生产制造成本。
21、2、相比于传统的铅基钙钛矿材料，本公开所制备的铜基闪烁体不存在铅毒性问题，提高工艺的安全性，对生物友好。
22、3、本公开提供的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，采用雾化急冷方式制备铜基闪烁体纳米晶，雾化急冷方法工艺简单，生产成本低，铜基闪烁体纳米晶粒径可控，可实现闪烁体纳米晶的粒径控制，有利于后续闪烁体薄膜的制备。
23、4、本公开提供的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，较大的斯托克斯位移也表明了闪烁体在吸收激发能量后产生振动驰豫和内转换，能够更加高效的转化为荧光发射能量，提高了铜基闪烁体纳米晶的性能。
24、5、本公开提供的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，通过该方法制备的铜基闪烁体材料物相纯度高、结晶性好、光学性能优异，可广泛应用于x射线探测器和γ射线探测器领域。
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1.一种铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述制备铜基闪烁体前驱体溶液，包括：
3.根据权利要求2所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述碱金属卤化物为RbBr，所述卤化亚铜为CuBr，所述氢卤酸为HBr。
4.根据权利要求2所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述还原保护剂为次磷酸或次氯酸，添加量为混合液体体积的2％-6％。
5.根据权利要求2所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述将反应液加热到特定温度后保温一段时间的步骤中，所述特定温度为100～150℃，所述保温时间为2～6h。
6.根据权利要求1所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述对铜基闪烁体前驱液进行雾化急冷制备铜基闪烁体纳米晶，包括：
7.根据权利要求6所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述对铜基闪烁体前驱液进行雾化处理，采用超声雾化处理或压缩空气式雾化，其中超声雾化后的雾化粒径为10μm，压缩空气式雾化后的雾化粒
8.根据权利要求7所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述超声雾化的参数为：超声频率1.7MHz，功率50w。
9.根据权利要求6所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述对铜基闪烁体前驱液进行雾化处理，雾化后液滴的粒径为10μm、5μm或2μm。
10.根据权利要求6所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述析出闪烁体纳米晶体之后，还包括：
11.根据权利要求10所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为异丙醇或乙醇。
12.根据权利要求10所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述离心、干燥过程中，离心转速为2000～5000rpm，真空干燥温度为20～40℃，真空干燥时间为20～60分钟，真空度为-0.05～-0.1MPa。
13.一种铜基闪烁体纳米晶，其特征在于，采用权利要求1-12任一项所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法制得。
14.权利要求1-12任一项所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法制得的铜基闪烁体纳米晶在X射线探测器和γ射线探测器领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述制备铜基闪烁体前驱体溶液，包括：
3.根据权利要求2所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述碱金属卤化物为rbbr，所述卤化亚铜为cubr，所述氢卤酸为hbr。
4.根据权利要求2所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述还原保护剂为次磷酸或次氯酸，添加量为混合液体体积的2％-6％。
5.根据权利要求2所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述将反应液加热到特定温度后保温一段时间的步骤中，所述特定温度为100～150℃，所述保温时间为2～6h。
6.根据权利要求1所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述对铜基闪烁体前驱液进行雾化急冷制备铜基闪烁体纳米晶，包括：
7.根据权利要求6所述的铜基闪烁体纳米晶的制备方法，其特征在于，所述对铜基闪烁体前驱液进行雾化处理，采用超声雾化处理或压缩空气式雾化，其中超声雾化后的雾化粒径为10μm，压缩空气式雾化后的雾化粒径为3μm。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：高凯，甘芸尔，蔺涛，彭瑞光，冯世嘉，李琳，
申请(专利权)人：北京市科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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