一种绿色荧光闪烁材料及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种绿色荧光闪烁材料及其制备方法和应用。所述绿色荧光闪烁材料的化学式为[Pb(adda)(DMF)]

【技术实现步骤摘要】
一种绿色荧光闪烁材料及其制备方法和应用
本申请涉及一种绿色荧光闪烁材料及其制备方法和应用，属于发光晶体材料

技术介绍
闪烁材料是一种能够吸收X-射线、γ射线等高能射线或粒子的能量，并将其转换为低能量的紫外到近红外光的功能材料，被广泛应用于医学成像、工业无损探伤、安全检查、地质勘测等重要领域。传统的闪烁材料主要包括有机闪烁材料和无机闪烁材料，有机闪烁材料(萘、蒽、联三苯及其衍生物等)具有较快的发光衰减时间，但其光产额较低，且机械性能和热稳定性较差，抗辐照损伤能力有限。典型的无机闪烁材料如NaI:Tl、LaBr3等在实际应用中使用较为广泛，NaI:Tl光产额较高，但易潮解，限制了其实际应用范围；LaBr3晶体生长条件苛刻，周期较长。金属-有机框架化合物(Metal-organicFrameworks,MOFs)，是一类由有机配体和无机金属离子或金属簇自组装连接形成的具有周期性网络结构的晶态材料，其具有结构可设计性、功能可调性和结构确定性等优点，并且兼顾有机组分和无机组分的优点及二者协同效应，有望成为新一代高能射线辐射探测材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种绿色荧光闪烁材料及其制备方法和应用，所述绿色荧光闪烁材料具有较好的稳定性，发光效率较高，在波长280～420nm的紫外和X射线照射下均表现出肉眼可见的绿色荧光。根据本申请的一个方面，提供一种绿色荧光闪烁材料。一种绿色荧光闪烁材料，所述绿色荧光闪烁材料的化学式为[Pb(adda)(DMF)]n；其中，adda2–为(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸完全脱氢后形成的配体，DMF为N,N-二甲基甲酰胺；n为∞，表示不断重复无限延伸。可选地，所述绿色荧光闪烁材料的最小不对称结构单元包含一个Pb2+金属离子，两个一半的adda2–配体以及一个配位的DMF分子；所述绿色荧光闪烁材料为四配位构型的一维链状结构。(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸可表示为H2adda，其失去两个质子形成配体adda，也可表述为adda2–。所述绿色荧光闪烁材料的分子式为[Pb(adda)(DMF)]n。其中，H2adda为(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸，完全脱氢后即为adda2-，DMF为N,N-二甲基甲酰胺；n为∞，表示结构中的不对称结构单元数。具有较大X射线吸收截面的重金属离子可作为X射线吸收的“天线”，在高能射线辐照下通过电磁作用产生高能量光电子，然后激发有机发色团部分，发出紫外到近红外脉冲光。本申请选用具有较大X射线吸收截面的重金属离子Pb作为金属中心，选用具有较大共轭体系的(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸作为有机配体，采用一步溶剂热法自组装制备绿色荧光闪烁材料。可选地，所述绿色荧光闪烁材料的属于单斜晶系，具有P21/c空间群结构。可选地，所述绿色荧光闪烁材料的晶胞参数中，可选地，具体地，α＝90°，β＝92.319°。可选地，所述绿色荧光闪烁材料的晶胞参数中，α＝90°，β＝92.319°，γ＝90°，Z＝4，可选地，所述绿色荧光闪烁材料在波长280～420nm的紫外可见光或X射线照射下发出绿色荧光。可选地，所述绿色荧光闪烁材料的发光寿命为4.0～4.5ns。具体地，所述绿色荧光闪烁材料的发光寿命为4.2ns。根据本申请的又一方面，提供上述所述的绿色荧光闪烁材料的制备方法。上述所述的绿色荧光闪烁材料的制备方法，将含有(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸、铅源和溶剂的混合溶液进行溶剂热反应，得到所述绿色荧光闪烁材料。可选地，所述铅源和(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸的摩尔比为1:1～1:1.5。可选地，所述铅源和(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸的摩尔比为1:1～1:1.2。可选地，所述铅源选自PbCl2、Pb(CH3COO)2、PbBr2、Pb(NO3)2中的至少一种。可选地，所述溶剂为DMF、乙醇和水的混合液；DMF：乙醇：水的体积比为(3～5):(1～3):1。可选地，所述溶剂为DMF、乙醇和水的混合液；DMF：乙醇：水的体积比为3:2:1。可选地，所述铅源和DMF的用量比例为1mmol:10～30mL。可选地，所述铅源和DMF的用量比例为1mmol:20mL。可选地，所述溶剂热反应的条件为：温度为90～120℃，时间48～96小时。可选地，温度为90～100℃，时间为48～72小时。可选地，所述温度独立地选自90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、105℃、120℃中的任意值或任意两者之间的范围值。可选地，所述温度独立地选自48h、54h、60h、66h、72h、78h、84h、90h、96h中的任意值或任意两者之间的范围值。作为一种优选的实施方式，所述的绿色荧光闪烁材料的制备方法，包括：按照一定的摩尔比称量PbCl2和(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸放入容量为20mL的玻璃小瓶中，然后加入DMF、乙醇和水的混合溶剂进行溶剂热反应，所述反应温度为90℃，反应时间为3天，反应结束后冷却至室温，过滤洗涤后得到黄绿色片状晶体[Pb(adda)(DMF)]n。所述原料中，PbCl2和(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸的摩尔比为1:1。所述的混合溶剂为DMF、乙醇和水，DMF、乙醇和水的体积比为3:2:1。通过上述方法合成得到的绿色荧光闪烁材料具有较好的稳定性，发光效率较高。根据本申请的又一方面，提供所述绿色荧光闪烁材料的应用。该绿色荧光闪烁材料在波长280～420nm紫外可见光以及X射线照射下均表现出肉眼可见的绿色荧光。上述所述的绿色荧光闪烁材料和/或由上述所述的制备方法制备得到的绿色荧光闪烁材料在绿色荧光材料、高能射线辐射探测材料、辐射探测剂量计、辐射成像器件中的应用。该绿色荧光闪烁材料可用做闪烁荧光探测材料、闪烁成像材料和闪烁探测器等。该绿色荧光闪烁材料具有良好的应用前景，其在波长280～420nm紫外可见光以及X射线照射下均表现出肉眼可见的荧光；将该化合物与有机基质混合成膜，进行工业元器件或生物体成像实验，可清楚看到成像物品内部结构。本申请能产生的有益效果包括：1)本申请所提供的绿色荧光闪烁材料，在波长280～420nm紫外可见光以及X射线照射下均表现出肉眼可见的绿色荧光，可用于制作绿色荧光材料、高能射线辐射探测材料及器件等。2)本申请所提供的绿色荧光闪烁材料的制备方法，所述制备方法简单，适合大规模工业化生产，制备得到的绿色荧光闪烁材料具有较好的稳定性，发光效率较高。此外，作为含铅的绿色荧光闪烁材料，此化合物的合成、结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色荧光闪烁材料，其特征在于，所述绿色荧光闪烁材料的化学式为[Pb(adda)(DMF)]

【技术特征摘要】
1.一种绿色荧光闪烁材料，其特征在于，所述绿色荧光闪烁材料的化学式为[Pb(adda)(DMF)]n；
其中，adda2–为(2E,2′E)-3,3′-(蒽-9,10-二基)二丙烯酸完全脱氢后形成的配体，DMF为N,N-二甲基甲酰胺；n为∞，表示不断重复无限延伸。


2.根据权利要求1所述的绿色荧光闪烁材料，其特征在于，所述绿色荧光闪烁材料的最小不对称结构单元包含一个Pb2+金属离子，两个一半的adda2–配体以及一个配位的DMF分子；
所述绿色荧光闪烁材料为四配位构型的一维链状结构。


3.根据权利要求1所述的绿色荧光闪烁材料，其特征在于，所述绿色荧光闪烁材料的属于单斜晶系，具有P21/c空间群结构；
优选地，所述绿色荧光闪烁材料的晶胞参数中，
优选地，
更优选地，
优选地，所述绿色荧光闪烁材料的晶胞参数中，α＝90°，β＝92.319°，γ＝90°，Z＝4，


4.根据权利要求1所述的绿色荧光闪烁材料，其特征在于，所述绿色荧光闪烁材料在波长280～420nm的紫外可见光或X射线照射下发出绿色荧光；
优选地，所述绿色荧光闪烁材料的发光寿命为4.0～4.5ns；
优选地，所述绿色荧光闪烁材料的发光寿命为4.2ns。


5.权利要求1-4任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文飞，郑发鲲，卢健，李宝义，高娟，郭国聪，
申请(专利权)人：闽都创新实验室，中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35