基于二维碘化铜(I)卤化物的高空间分辨率X射线闪烁体

本发明属于闪烁材料，具体涉及基于二维碘化铜(i)卤化物的高空间分辨率x射线闪烁体。

背景技术：

1、x射线闪烁体是一类能够将高能x射线转化为低能可见光(紫外、可见或红外)的材料。自1896年开发出第一种闪烁体以来，它们已被广泛用于检测领域，如医疗诊断、安全检查和无损材料检测。到目前为止，开发最多的闪烁体都是无机材料，因为它们具有极高的热稳定性。但无机材料仍存在一些问题，如制备所需的严格条件、高毒性、吸湿性和易碎性。最近，铅基钙钛矿证明了其在该领域的巨大潜力，其光产量超过101,944mev-1，其空间分辨率达到16.6lp mm-1。由于铅基钙钛矿的不稳定性和毒性，具有高光致发光效率的无铅金属卤化物在闪烁体上的应用受到了极大的关注。

2、对于闪烁体材料的实际应用，人们不仅要关注光产额和检测限，还要关注空间分辨率，因为它直接导致了图像的清晰度。众所周知，样品的透明度和光的散射是影响闪烁体的空间分辨率的两个主要因素。例如，商用无机闪烁体csi:tl的空间分辨率为10lp mm-1，其虽有较高的光产额(54,000photon mev-1)，但较低的空间分辨率和材料自身的毒性使其在x射线成像方面受到了限制。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于二维cu(i)有机无机杂化金属卤化物闪烁体并将其应用于x射线闪烁成像。

2、第一方面，本发明提供一种cu(i)基金属卤化物闪烁体，结构式为(cisdm)4[cu4i8]·2h2o；

3、其中cisdm表示顺式-2,6-二甲基吗啉，分子式为c6h13no。

4、在一些技术方案中，所述cu(i)基金属卤化物闪烁体为无色透明的片状晶体。

5、在一些技术方案中，所述cu(i)基金属卤化物闪烁体的晶体结构如图1所示。

6、在一些技术方案中，所述cu(i)基金属卤化物闪烁体的pxrd谱图如图3所示。

7、在一些技术方案中，所述cu(i)基金属卤化物闪烁体的晶体学参数如表1所示。

8、第二方面，本发明提供上述cu(i)基金属卤化物闪烁体的制备方法，包括以下步骤：

9、1)将顺式-2,6-二甲基吗啉c6h13no和cui溶解于溶剂中，形成透明的饱和前体溶液；

10、2)将步骤1)中饱和前体溶液冷却至室温，并放置一段时间，即得所述cu(i)基金属卤化物闪烁体。

11、在一些实施方案中，步骤1)中，顺式-2,6-二甲基吗啉c6h13no和cui的摩尔比为1:1～4:1，优选为3:1；和/或，步骤1)中，溶剂为包括ch3cn、h3po2和hi的混合溶剂，优选地ch3cn、h3po2和hi的体积比为5:1:0.05；

12、和/或，步骤2)中，放置时间为24～96小时，优选为48小时。

13、在一些实施方案中，上述cu(i)基金属卤化物闪烁体的制备方法，包括以下步骤：

14、1)将2.6mmol顺式-2,6-二甲基吗啉c6h13no和0.86mmol cui，在75℃下溶解于包括5mlch3cn、1mlh3po2和0.05mlhi的混合溶剂中，形成透明的饱和前体溶液；

15、2)将步骤1)中饱和前体溶液缓慢冷却至室温，并放置48小时，得到所述cu(i)基金属卤化物闪烁体。

16、第三方面，本发明提供上述cu(i)基金属卤化物闪烁体在制备x射线闪烁体材料中的应用，例如x射线闪烁体薄膜。

17、第四方面，本发明提供上述cu(i)基金属卤化物闪烁体在x射线成像领域中的应用，例如医疗影像探测或工业探测领域。

18、有益效果

19、本发明提供cu(i)基金属卤化物闪烁体用于x射线闪烁成像。与现有技术相比，本发明具有如下优点:

20、1.本发明采用地球上储量丰富、廉价、低毒的碘化亚铜为原料，不含贵金属或者稀土金属元素，降低了生产成本。整个制备过程条件温和、不涉及高毒、高污染性有机试剂等，操作简单且环保。

21、2.本发明(cisdm)4[cu4i8]·2h2o具有良好的闪烁性能，光产额经过测定为41,042photon mev-1，检测限测定为86.8ngy s-1，比x射线医学诊断所需的最小剂量率(5.5μgyair s-1)低63倍。此外，本发明评估了其对高能射线的稳定性，(cisdm)4[cu4i8]·2h2o闪烁体在133.64μgy s-1剂量率的强x射线下连续照射1小时后，rl强度的变化可以忽略不计，具有良好的稳定性。

22、3.本发明可实现高分辨率x射线成像，由于其高光学透明和低散射，空间分辨率高达108lp mm-1，代表了基于金属卤化物的闪烁体中的最新技术水平。

技术特征：

1.一种cu(i)基金属卤化物闪烁体，结构式为(cisdm)4[cu4i8]·2h2o；

2.根据权利要求1所述的cu(i)基金属卤化物闪烁体，其特征在于，

3.权利要求1或2所述的cu(i)基金属卤化物闪烁体的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述cu(i)基金属卤化物闪烁体的制备方法包括以下步骤：

6.权利要求1或2所述的cu(i)基金属卤化物闪烁体在制备x射线闪烁体材料中的应用，例如x射线闪烁体薄膜。

7.权利要求1或2所述的cu(i)基金属卤化物闪烁体在x射线成像领域中的应用，例如医疗影像探测或工业探测领域。

技术总结
本发明提供一种基于二维碘化铜(I)卤化物的高空间分辨率X射线闪烁体。本发明提供的基于二维碘化铜(I)卤化物的高空间分辨率X射线闪烁体的整个制备过程，条件温和、不涉及高毒、高污染性有机试剂等，操作简单且环保。本发明提供的基于二维碘化铜(I)卤化物的高空间分辨率X射线闪烁体，具有良好的闪烁性能、良好的稳定性，可实现高分辨率X射线成像。

技术研发人员：施林熙,陈忠宁,杨焓江,徐亮金,王金云
受保护的技术使用者：中国科学院福建物质结构研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11