[發明專利]一種二價銪摻雜溴氟化鋇發光材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911074560.0
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110699074B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 胡秀杰;陳龍;孫承華;符玉華;張梅英;周樹云
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C09K11/61
• 分類號: C09K11/61;G01T1/20;B82Y40/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明公開一種二價銪摻雜的溴氟化鋇發光材料的制備方法，包括：將BaBr₂和EuBr₂共同溶解于乙醇水溶液中，得溶液A；將NH₄F溶解于乙醇水溶液中，得溶液B；將溶液B滴加入溶液A中，室溫下反應5?8h，洗滌、離心、沉淀、干燥得前驅體材料；退火處理得二價銪摻雜的溴氟化鋇發光材料。該發光材料的尺寸小且分布范圍窄、形貌規則可控，具有優良的熒光及光激勵發光性能，可用于制作高填充密度的成像板，獲得高空間分辨率的成像。在醫學診斷、生物成像、劑量計等領域具有廣泛的應用。

技術領域

本發明涉及X射線儲存熒光粉領域。更具體地，涉及一種二價銪摻雜溴氟化鋇發光材料及其制備方法和應用。

背景技術

1895年W.C.倫琴發現X射線后，X射線幾乎立即被用于醫學成像。在醫學成像的初期，傳統的膠片被用于X射線成像。但是它們對X射線的敏感性較差，能夠記錄的X射線總劑量受限于鹵化銀顆粒的總數，在醫學成像的過程中必須使用高劑量的X射線。為了病人的利益，X射線劑量需保持在低水平。無機熒光粉被應用到X射線增感屏方面。通過使用涂有無機熒光粉的增感屏與傳統膠片相結合，它比X射線膠片具有更高的靈敏度，從而降低了X射線的輻射劑量。但是增感屏/膠片系統所獲得的圖像必須存儲在大量的文件柜中，需要單獨的、低效的檢索程序，這給醫生對病人的病情診斷帶來了很多不便。由于光激勵X射線存儲熒光粉的靈敏度至少比增感屏/膠片系統的靈敏度高一個數量級，因此可以顯著降低X射線的應用劑量。以成像板(IP)形式存在的光激勵X射線存儲熒光粉成為了增感屏/膠片系統的一個有前途的替代品。

光激勵X射線存儲熒光粉早在1964年就被提出，但缺乏商業上的應用，所以被忽視。直到這些熒光粉被制成成像板，作為一種新型的X射線探測系統于1983年推出才再次引起科學家的研究興趣，隨后這些熒光粉就被應用到牙科診斷、蛋白質晶體學、普通晶體學、和自動放射學、軟X射線檢測、電子顯微鏡以及劑量學等領域。摻雜銪(Eu²⁺)的溴氟化鋇的存儲熒光粉BaFBr:Eu²⁺是最早用于X射線成像板(IPs)的稀土熒光粉之一。BaFBr:Eu²⁺的性質已被廣泛研究，由于其具有較高的X射線吸收系數、轉換效率以及良好的圖像質量因子，使其在醫學成像中變得越來越重要。盡管Blasse等科學家也尋找了其他類型的熒光粉，但最終發現在用于醫學診斷和其他X射線應用中，BaFBr:Eu²⁺仍然是有前途的X射線存儲熒光粉。

盡管摻Eu²⁺的BaFBr的能量存儲和讀出過程中細節性的機理還沒有完全理解，但其已經在醫學成像中得到了廣泛的應用。BaFBr:Eu²⁺最普遍的合成方法是高溫固相法，但得到的塊狀顆粒尺寸較大，而且形狀不規則，顆粒尺寸分布不均勻，從而導致在制成成像板時不能獲得最大的填充密度，使X射線熒光發生散射，最終影響成像分辨率。塊狀BaFBr:Eu²⁺的粒度限制了其在醫學應用中成像的空間分辨率。如何將BaFBr:Eu²⁺的粒度降低，甚至降低至納米級別將大大提升材料的分辨能力，從而成為人們關注的重點。Liang等人(MaterialsResearch Bulletin.2012；47(9):2357-2363)提出了混合溶劑沉淀法合成BaFBr:Eu²⁺材料，相對于高溫固相法，具有便捷、環保、反應條件溫和、單分散性相對較好等特點。但是這一方法制備得到的BaFBr:Eu²⁺的形貌還不夠特別均勻，粒度分布仍較寬，且熒光強度很低；材料在200℃條件下退火0.5h后，盡管材料的熒光性能有所提高，但是操作復雜、還原碳粉污染較大，且發光中心Eu²⁺易被氧化成Eu³⁺，從而影響其發光性能。

因此，需要提供一種熒光性能良好、材料形貌可控、粒度分布均勻、制備方法簡單、無污染的二價銪摻雜溴氟化鋇發光材料(BaFBr:Eu²⁺)的制備方法。

發明內容