[發明專利]一種輻射光致發光材料及制備方法、應用

在審

• 申請號: 202010559824.8
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111574727A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 劉漢洲;覃皓明;王殳凹
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C09K11/06;G01T1/10
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 王玉仙

本發明公開了一種輻射光致發光材料及制備方法、應用，其中，一種輻射光致發光材料的制備方法包括如下步驟：將可溶性金屬鹽、配體和溶劑混合得到混合液，對所述混合液采用溶劑熱法合成金屬有機框架晶體，對所述金屬有機框架晶體清洗、干燥得到輻射光致發光材料，其中，所述可溶性金屬鹽與所述配體的摩爾比為1:10?10:1，所述配體的苯環上連接有甲基，所述可溶性金屬鹽的價態為二價和/或三價。上述制備方法制得的輻射光致發光材料的輻射檢測限更寬，即可以檢測的輻射上限為3700Gy，而傳統的銀玻璃劑量計的制備材料的檢測上限僅僅為10Gy。

技術領域

本發明涉及核輻射技術領域，特別涉及一種輻射光致發光材料及制備方法、應用。

背景技術

隨著核科學與技術的發展，放射治療、放射診斷和輻射防護等領域對于精準的輻射劑量計的需求與日俱增。相較于電離室、閃爍體、半導體等實時的輻射探測設備，固體劑量計就具有體積小，持續監測，測試與讀取信號分離等特點，在輻射劑量測試中具有不可替代的作用。

目前，固體輻射劑量計領域主要包含熱釋光、光釋光以及輻射光致發光三種劑量計。熱釋光劑量計和光釋光劑量計是通過使用熱激發或光激發，使得輻射產生的電子空穴對重新結合誘導出熒光，存在在光熱條件下信號穩定性差的限制。而輻射光致發光劑量計則是利用輻射缺陷所產生的新能級，通過紫外激發讀取信號，由于受激發后新能級不會消失，因此擁有可重復讀取的能力，并且信號在讀取過程中不發生明顯的衰減。傳統的輻射光致發光材料主要使用摻銀磷酸鹽玻璃和Al₂O₃：C，相關的研究大都圍繞材料摻雜改性來強化部分輻射探測性能，很少有發現新的材料適用于輻射光致發光探測，存在可選材料有限，輻射劑量測試上限低，應用場景有限等問題。因此，需要開發一種新的擁有輻射光致發光性能的材料。

金屬有機框架(MOF)材料作為高結晶度的金屬有機雜化物，有機配體可以修飾各種基團，具有很高的可設計性。由于其獨特的框架結構，其氣體吸附、分離、催化、熒光等性質得到廣泛研究。金屬部分可擁有較高的輻射阻滯能力，可顯著提高輻射探測效率。有機部分選用可發光組分已被證明有利于設計出高量子產率的MOF材料，其在輻射探測領域有不錯的應用前景，但目前的應用仍然較少。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可提高輻射劑量的檢測上限的新型輻射光致發光材料及制備方法、應用。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種輻射光致發光材料的制備方法，其包括如下步驟：

將可溶性金屬鹽、配體和溶劑混合得到混合液，對所述混合液采用溶劑熱法合成金屬有機框架晶體，對所述金屬有機框架晶體清洗、干燥得到輻射光致發光材料，其中，所述可溶性金屬鹽與所述配體的摩爾比為1:10-10:1，所述配體的苯環上連接有甲基，所述可溶性金屬鹽的價態為二價和/或三價。

上述輻射光致發光材料的制備方法簡單，只需將可溶性金屬鹽、苯環上連接甲基的配體和溶劑進行混合，采用溶劑熱法合成得到金屬有機框架晶體，再對所述金屬有機框架晶體清洗、干燥得到輻射光致發光材料。

經試驗驗證，上述輻射光致發光材料中因合成有高度結晶的金屬有機框架晶體(MOF)，使得輻射光致發光材料具有更高的密度和輻射阻止能力，所述配體的苯環上連接的甲基可以使上述輻射光致發光材料在輻照后累計自由基所產生的熒光信號，從而使得輻射光致發光材料具有良好的輻射光致發光性質，其中，苯環上連接甲基的配體相比于苯環上連接有其他基團(例如：羧基)的配體可以累計并保持自由基所產生的熒光信號。此外，該材料還具有一定的透光性，優良的發光效率和良好的機械強度。熒光信號可以維持幾天至幾個星期的時間。

相較于傳統的銀玻璃劑量計材料而言，上述輻射光致發光材料的輻射檢測限更大，即可以檢測的輻射檢測上限為3700Gy，而傳統的銀玻璃劑量計的制備材料的檢測上限為10Gy。