[發明專利]一種載磷酸鋰納米晶液體閃爍體及其制備方法

在審

• 申請號: 201911292038.X
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111088038A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 黃世明;谷俊麗;劉鳴杰;劉愛榮
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C09K11/07
• 分類號: C09K11/07;G01T1/204;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B25/30
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明提供了一種載磷酸鋰納米晶液體閃爍體，屬于發光材料領域。本發明提供載磷酸鋰納米晶液體閃爍體的組分包括：磷酸鋰納米晶、芳香烴溶劑、熒光閃爍劑2,5?二苯基噁唑以及移波劑1,4?雙[2?(5?苯基)噁唑基]苯。本發明的載磷酸鋰納米晶液體閃爍體具有鋰含量比例高、鋰原子密度大、熱穩定性好且不潮解、制備出具有良好n/γ甄別等優點，對開發具有寬能區、高探測效率和快響應的鋰?6基納米晶復合液體閃爍體中子探測器具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種液體閃爍體，具體涉及一種載磷酸鋰納米晶液體閃爍體及其制備方法，屬于發光材料領域。

背景技術

液體閃爍體因具有光產額高、衰減時間短、n/γ甄別能力強和易于制成大體積等特點，在中子探測領域得到了廣泛的應用。但傳統的液體閃爍體對中子的靈敏度隨著中子能量的降低而較快地降低，對低能中子、特別是熱中子，其探測效率較低。為了提高對低能中子的探測效率，通常在液體閃爍體中引入對低能中子吸收截面較大的⁶Li、¹⁰B和¹⁵⁷Gd等核素，借助核反應產生的帶電粒子在閃爍體中致光的原理來實現。其中，核素⁶Li具有諸多優點，如原子序數小、與中子的核反應無閾值、⁶Li(n，α)T反應放出的能量高和致光能力強等。因此，載核素⁶Li的液體閃爍體備受國內外廣泛關注。

目前，將核素⁶Li引入液體閃爍體中主要有兩種方法：一是將⁶Li有機化摻入，二是以⁶LiCl溶液形式摻入。對于⁶Li有機化制備的液體閃爍體，由于有機⁶Li在閃爍體基質中的溶解度較小，核素⁶Li摻入量較少，導致其對熱中子的探測效率較低。對于以⁶LiCl溶液形式摻入制備的液體閃爍體，通過采用混合溶劑法，核素⁶Li的摻入量已達2.0wt.％，其對熱中子有明顯的響應，但無n/γ甄別能力，制約了其在中子探測中的應用。近年來，納米技術得到了飛速發展，為閃爍體材料提供了一個新的發展機遇。由于納米晶的尺寸遠小于可見光波長，將表面疏水性的⁶Li基納米晶均勻地分散在傳統的液體閃爍體中，能有效地減少光散射，有望制備出具有良好性能的納米復合液體閃爍體。因此，載核素6Li基納米晶液體閃爍體已成為一個新興研究領域。

在眾多的鋰鹽中，Li₃PO₄具有鋰元素的質量分數高、鋰原子密度大、熱穩定性好且不潮解等優點，成為制備納米復合液體閃爍體的首選材料之一。目前，獲得與傳統液體閃爍體相容性好的Li₃PO₄納米晶的主要方法是有機溶劑高溫熱注入法，該方法合成的產物有嚴重團聚現象，這將直接影響載Li₃PO₄納米晶液體閃爍體的閃爍性能，限制了其應用。同時，該方法采用兩步合成，首先預合成油酸鋰，然后采用高溫熱注入合成Li₃PO₄納米晶，制備過程復雜，耗時較長，且納米顆粒結晶性較差。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種具有良好n/γ甄別的載磷酸鋰納米晶液體閃爍體。

本發明提供了一種載磷酸鋰納米晶液體閃爍體，具有這樣的特征，組分包括：磷酸鋰納米晶、芳香烴溶劑、熒光閃爍劑2,5-二苯基噁唑以及移波劑1,4-雙[2-(5-苯基)噁唑基]苯。

在本發明提供的載磷酸鋰納米晶液體閃爍體中，還可以具有這樣的特征：其中，磷酸鋰納米晶形貌為球狀或棒狀。

在本發明提供的載磷酸鋰納米晶液體閃爍體中，還可以具有這樣的特征：其中，磷酸鋰納米晶粒徑為3nm-20nm。