CN108893116A - 一种掺杂氟化钇锂闪烁微晶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种掺杂氟化钇锂闪烁微晶及其制备方法,化学式如式I所示:LiM1 0.02M2 xY0.98‑xF4式I;其中,M1、M2选自稀土元素,0.01<x<0.06;所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶的尺寸为8~15μm。所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶材料尺寸为微米级,微晶透明性好,尺寸大小均匀,闪烁性能优良,具备规模化生产的潜力,在高能射线的探测领域具有潜在的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于闪烁材料制备技术领域,具体涉及一种掺杂氟化钇锂闪烁微晶及其制备方法和应用。
背景技术
闪烁计数器主要是由闪烁体、光收集系统和光电器件三部分组成,是目前最重要的射线探测器之一。其广泛应用于原子核物理学,工业无损探伤,核医学,高能物理,放射性剂量测量,核探矿和安全检查等领域,成为X射线和γ射线天文学中的重要观测仪器。其核心部件之一的闪烁体材料是受到射线照射时能够发光的物质,主要由无机闪烁体和有机闪烁体组成,以固体、液体和气体的状态存在。无机闪烁体诸如硫化锌,碘化铯和氟化钙等,因具备密度较高,对γ射线的探测效率高,透明性好等一系列优良特性,使其在闪烁计数器中得到广泛的应用。氟化物体系的基质材料,不仅具有以上无机闪烁体的优良特性,还具有折射率较低、声子能量较低等特性,使其在闪烁体材料和激光材料的制备领域得到广泛的关注。
LiYF4类(LiYF4和LiLuF4)材料的结构相同,属于CaWO4结构,其空间群为I41/a。该类材料适合用+3价稀土离子(如Ce3+,Nd3+等)进行替换Y3+(Lu3+)掺杂,同时该掺杂不会存在电价不平衡的问题。目前,有关稀土离子掺杂LiYF4材料制备的报道主要集中在单晶体的生长和纳米晶体的生长两个方面。如专利CN102978701B、专利CN102978700B、专利CN103014854B以及专利CN103194797中,由宁波大学的夏海平等人采用坩埚下降法制备的Er3+/Yb3+共掺、Er3+/Pr3+共掺、Ho3+/Pr3+共掺和Tm3+/Dy3+共掺的LiYF4系列单晶体,该系列的单晶体均具有较高的透过率、较好的热学、机械和化学稳定性。但是,该系列单晶体的制备方法均采用传统的坩埚下降法,不可避免的存在着制备周期较长,制备效率较低,能耗相对较高的缺陷。专利CN103980904B中,采用高温溶剂热法制备了一种光敏剂偶合稀土掺杂LiAF4纳米复合材料,该纳米复合材料水溶性好,发光性能优良且具有较高的单线态氧产率,能够很好杀死癌细胞,在肿瘤疾病的诊断与治疗领域有较好的应用前景。专利CN106947483A中涉及的一种锰掺杂氟化钇锂上转换荧光材料及其制备方法,采用高温溶剂热法制备Mn2+/Er3+/Yb3+共掺的氟化镥锂纳米晶,制得了高分散、大小均一,发光强度高的材料,该材料在固体激光器、太阳能电池、红外辐射探测和生物医学成像领域有潜在的应用价值。采用高温溶剂热法虽然能够获取尺寸稳定均一、性能优良的纳米晶体,但是也存在着条件控制苛刻、大批量生产受限的窘境。
目前,国内在闪烁微晶玻璃的制备方面的报道较多,如专利CN102910826B中涉及的一种硼硅酸盐闪烁微晶玻璃的制备方法,专利CN105399004A中涉及的一种嵌有GdTaO4微晶相的闪烁微晶玻璃及其制备方法等,而在氟化物系列闪烁微晶颗粒制备方面报道较少,特别的,在利用水热法制备氟化钇锂闪烁微晶颗粒这方面更是鲜有报道。
发明内容
根据本申请的一个方面,提供了一种掺杂氟化钇锂闪烁微晶及其制备方法,所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶材料尺寸为微米级,微晶透明性好,尺寸大小均匀,闪烁性能优良,具备规模化生产的潜力,在高能射线的探测领域具有潜在的应用价值。
所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶,其特征在于,化学式如式I所示:
LiM1 0.02M2 xY0.98-xF4 式I
其中,M1,M2选自稀土元素,x=0.01~0.06;
所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶的尺寸为8~15μm。
可选地,所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶的尺寸的上限选自15μm或12μm;下限选自10μm或8μm。
可选地,LiM1 0.02M2 xY0.98-xF4中x的上限选自0.04、0.05或0.06;x的下限选自0.01、0.02或0.03。
可选地,所述双稀土掺氟化钇锂闪烁微晶包括LiCe0.02Pr0.01Y0.97F4、LiCe0.02Pr0.02Y0.96F4、LiCe0.02Pr0.03Y0.95F4、LiCe0.02Pr0.04Y0.94F4、LiCe0.02Pr0.05Y0.93F4、LiCe0.02Pr0.06Y0.92F4。
可选地,M1、M2独立地选自轻稀土元素。
可选地,所述M1为铈元素,所述M2为镨元素。
可选地,所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶的尺寸为8~12μm。
可选地,所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶在紫外光区的发射光波长290nm~350nm。
根据本申请的一个方面,提供了一种制备掺杂氟化钇锂闪烁微晶的方法,该方法克服目前制备闪烁材料中存在的制备周期较长,效率较低,成本较高,制备过程较繁琐冗长,条件较为苛刻,无法实现批量化生产等缺陷,采用简易的水热法,提供一种方法简单,设备简易,操作简便,能耗较低,成本低廉以及微晶颗粒尺寸均匀稳定,透明性好,纯度较高,闪烁性能优良的制备Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料的方法。
所述制备掺杂氟化钇锂闪烁微晶的方法,其特征在于,至少包括:
将含有锂源、M1源、M2源、钇源、氟源的混合液进行水热反应,得到所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶。
可选地,所述水热反应的温度为120℃~220℃,所述水热反应的时间为4小时~24小时。
可选地,所述水热反应的温度的上限选自180℃、200℃或220℃;下限选自120℃、140℃或者160℃。
可选地,所述水热反应的时间为4小时~24小时。
可选地,所述水热反应的时间的上限选自16小时、20小时或24小时;下限选自4小时、8小时或12小时。
可选地,所述混合液中含有络合剂。
可选地,所述络合剂选自六偏磷酸钠、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、聚丙烯酸、氨基三甲叉膦酸、氮川三乙酸中的至少一种。
可选地,所述络合剂的加入量为反应物总质量的0.5wt%~3wt%。所述反应物包括锂源、M1源、M2源、钇源和氟源。
可选地,所述络合剂添加的质量分数的上限选自2%、2.5%或3%;下限选自0.5%、1%、1.5%或2%。
可选地,所述锂源选自氟化锂、氯化锂、硝酸锂、硫酸锂中的至少一种。
可选地,所述钇源选自氯化钇、硝酸钇、硫酸钇中的至少一种。
可选地,所述氟源选自氟化铵、氟化氢铵中的至少一种。
可选地,所述M1源选自M1稀土硝酸盐、M1稀土硫酸盐、M1稀土盐酸盐中的至少一种。
可选地,所述M2源选自M2稀土硝酸盐、M2稀土硫酸盐、M2稀土盐酸盐中的至少一种。
可选地,所述锂源为LiF。
可选地,所述钇源为Y(NO3)3·6H2O。
可选地,所述氟源为LiF和NH4F。
可选地,所述M1源为Ce(NO3)3·6H2O。
可选地,所述M2源为PrCl3。
作为一种实施方式,所述制备掺杂氟化钇锂闪烁微晶的方法,其特征在于,包括以下步骤:
a1)获得含有锂源、M1源、M2源、钇源、氟源和络合剂的水溶液I;其中,水溶液I中锂源、M1源、M2源、钇源、氟源的比例满足式I所示化学式;
b1)将步骤a1)得到的水溶液I加热至120℃~220℃,保温时间4小时~24小时,固体产物经分离、洗涤、干燥,得到所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶材料。
可选地,步骤a1)中所述溶液I中锂源的浓度为0.5~2.0mol/L;所述溶液I中M1源的浓度为0.01~0.04mol/L。
可选地,步骤a1)为将锂源、M1源、M2源、钇源、氟源和络合剂,搅拌混合均匀,获得水溶液I。
可选地,步骤a1)中所述搅拌的时间为20分钟~60分钟。
可选地,步骤a1)中所述搅拌的速率为800rpm~1000rpm。
可选地,步骤a1)包括以下步骤:
a11)将锂源和氟源在水中混合均匀,得到溶液A1;其中,水溶液A1中锂源、氟源的比例满足式I所示化学式;
a12)将钇源和M1源、M2源在水中混合均匀,加入络合剂,得到溶液B1;其中,水溶液B1中钇源和M1源、M2源的比例满足式I所示化学式;
a13)将步骤a11)得到的溶液A1和步骤a12)得到的溶液B1以800rpm~100rpm速率搅拌混合均匀,得到水溶液I。
可选地,步骤b1)中所述加热温度的上限选自180℃、200℃或220℃;下限选自120℃、140℃或者160℃。
可选地,步骤b1)中所述保温时间为4小时~24小时。
可选地,步骤b1)中所述保温时间的上限选自16小时、20小时或24小时;下限选自4小时、8小时或12小时。
作为一种实施方式,所述制备掺杂氟化钇锂闪烁微晶的方法,包括以下步骤:
a21)按照化学式LiCe0.02PrxY0.98-xF4中各个原子的摩尔比例称取如下反应原料:LiF、NH4F、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O,PrCl3,其中x=0.01~0.06;
a22)将LiF和NH4F中加入水,搅拌形成混合液A2;将Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和PrCl3中加入水,搅拌溶解形成溶液B2;在溶液B2中加入络合剂;
a23)将含有络合剂的溶液B2和混合液A2进行混合,以800rpm~1000rpm速率搅拌搅拌,搅拌20~60分钟,得到混合液C2;
a24)将混合液C2装入水热反应器中,加热,保温,取出水热反应器中的混合液,进行过滤,洗涤和干燥,得到Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料,即LiCe0.02PrxY0.98-xF4。
具体地,一种制备Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料的方法,包括以下步骤:
称取如下反应原料:LiF、NH4F、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O,PrCl3,原料的质量按照化学式LiCe0.02PrxY0.98-xF4中各个原子的摩尔比例称取,其中x=0.01~0.06。在LiF和NH4F中加入10ml的蒸馏水,搅拌形成混合液M;然后在Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和PrCl3中加入10ml的蒸馏水,搅拌溶解形成溶液N;同时在溶液N中加入质量分数为0.5%~3.0%的络合剂,其中络合剂包含六偏磷酸钠、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、聚丙烯酸、氨基三甲叉膦酸、氮川三乙酸;接着,将含有络合剂的溶液N和混合液M进行混合,形成最终的混合液A,伴随着剧烈的搅拌;再者,将搅拌充分的混合液A装入30ml的水热罐中,在温度为120℃~220℃的马弗炉中保温4h~24h;最后,取出水热罐中的混合液,进行过滤,洗涤和干燥得到Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料。
根据本申请的又一个方面,提供了一种闪烁材料,所述闪烁材料尺寸均匀,闪烁性能优良。所制备的Ce-Pr双掺LiYF4微晶闪烁材料尺寸大小均匀,约为10μm左右,在受到X射线激发后,在紫外光区域和可见光区域具有相应的发射峰,具备良好的闪烁性能。
一种闪烁材料,其特征在于,含有上述的掺杂氟化镥锂闪烁微晶、根据上述的方法制备的掺杂氟化镥锂闪烁微晶中的至少一种。
可选地,所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶的尺寸为8~15μm。
可选地,所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶在紫外光区的发射光波长290nm~350nm。
本申请能产生的有益效果包括:
1)本申请方法简单,设备简易。采用简便的水热法,工艺上只需控制相应的反应温度和反应时间,同时只需使用成本低廉的水热罐和实验室常备的马弗炉即可实现材料的制备。
2)本申请操作简单,能耗较低。整个操作过程仅包含配料、混合、反应、过滤、洗涤和干燥,同时只需给马弗炉提供电源即可实现制备,大大降低了能量消耗。
3)本申请成本低廉,绿色环保。制备过程所使用的相关实验器材和设备都是实验室常见易得的,大大降低了制取成本,加入的原料均参加相关化学反应,最后得到的离子废液接近中性,绿色环保无污染。
4)本申请制备的闪烁微晶尺寸均匀,闪烁性能优良。所制备的Ce-Pr双掺LiYF4微晶尺寸大小均匀,约为10μm左右,在受到X射线激发后,在紫外光区域和可见光区域具有相应的发射峰,具备良好的闪烁性能。
附图说明
图1为本申请实施例1中样品1的XRD测试谱线。
图2为本申请实施例1中样品1的光学显微图。
图3为本申请实施例1中样品1的扫描电镜图。
图4为本申请实施例1中样品1的X射线激发发射图。
图5为本申请实施例1中样品1的EDS图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请,但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明,本申请的实施例中的原料和溶剂均通过商业途径购买,所用试剂均为分析纯。
本申请的实施例中分析方法如下:
利用粉末衍射仪(Miniflex600)进行XRD分析。
利用扫描电镜(SU8010)进行EDS分析。
利用蔡司显微镜(Smartzoom 5)进行光学显微照片分析。
利用扫描电镜(SU8010)进行扫描电镜照片分析。
利用荧光光谱仪(FLS980)进行X射线激发发射图谱分析。
实施例1
称取如下反应原料:LiF、NH4F、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O,PrCl3,原料的质量按照化学式LiCe0.02PrxY0.98-xF4中各个原子的摩尔比例称取,其中x=0.01。在LiF和NH4F中加入10ml的蒸馏水,搅拌形成混合液M,溶液M中LiF的浓度为1mol/L;然后在Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和PrCl3中加入10ml的蒸馏水,搅拌溶解形成溶液N,溶液中Ce(NO3)3的浓度为0.02mol/L;同时在溶液N中加入质量分数为3.0%(络合剂占反应物总质量的质量分数)的络合剂,其中络合剂为乙二胺四乙酸;接着,将含有络合剂的溶液N和混合液M进行混合,形成最终的混合液A,伴随着剧烈的搅拌;再者,将搅拌充分的混合液A装入30ml的水热罐中,在温度为120℃的马弗炉中保温24h;最后,取出水热罐中的混合液,进行过滤、洗涤和干燥得到Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料,记为样品1。
实施例2
称取如下反应原料:LiF、NH4F、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O,PrCl3,原料的质量按照化学式LiCe0.02PrxY0.98-xF4中各个原子的摩尔比例称取,其中x=0.02。在LiF和NH4F中加入12ml的蒸馏水,搅拌形成混合液M,溶液M中LiF的浓度为0.833mol/L;然后在Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和PrCl3中加入8ml的蒸馏水,搅拌溶解形成溶液N,溶液中Ce(NO3)3的浓度为0.025mol/L;同时在溶液N中加入质量分数为2.5%(络合剂占反应物总质量的质量分数)的络合剂,其中络合剂为六偏磷酸钠;接着,将含有络合剂的溶液N和混合液M进行混合,形成最终的混合液A,伴随着剧烈的搅拌;再者,将搅拌充分的混合液A装入30ml的水热罐中,在温度为140℃的马弗炉中保温20h;最后,取出水热罐中的混合液,进行过滤,洗涤和干燥得到Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料,记为样品2。
实施例3
称取如下反应原料:LiF、NH4F、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O,PrCl3,原料的质量按照化学式LiCe0.02PrxY0.98-xF4中各个原子的摩尔比例称取,其中x=0.03。在LiF和NH4F中加入14ml的蒸馏水,搅拌形成混合液M,溶液M中LiF的浓度为0.714mol/L;然后在Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和PrCl3中加入6ml的蒸馏水,搅拌溶解形成溶液N,溶液中Ce(NO3)3的浓度为0.033mol/L;同时在溶液N中加入质量分数为2.0%(络合剂占反应物总质量的质量分数)的络合剂,其中络合剂为氨基三亚甲基膦酸;接着,将含有络合剂的溶液N和混合液M进行混合,形成最终的混合液A,伴随着剧烈的搅拌;再者,将搅拌充分的混合液A装入30ml的水热罐中,在温度为160℃的马弗炉中保温16h;最后,取出水热罐中的混合液,进行过滤,洗涤和干燥得到Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料,记为样品3。
实施例4
称取如下反应原料:LiF、NH4F、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O,PrCl3,原料的质量按照化学式LiCe0.02PrxY0.98-xF4中各个原子的摩尔比例称取,其中x=0.04。在LiF和NH4F中加入15ml的蒸馏水,搅拌形成混合液M,溶液M中LiF的浓度为0.667mol/L;然后在Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和PrCl3中加入5ml的蒸馏水,搅拌溶解形成溶液N,溶液中Ce(NO3)3的浓度为0.033mol/L;同时在溶液N中加入质量分数为1.5%(络合剂占反应物总质量的质量分数)的络合剂,其中络合剂为聚丙烯酸;接着,将含有络合剂的溶液N和混合液M进行混合,形成最终的混合液A,伴随着剧烈的搅拌;再者,将搅拌充分的混合液A装入30ml的水热罐中,在温度为180℃的马弗炉中保温12h;最后,取出水热罐中的混合液,进行过滤,洗涤和干燥得到Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料,记为样品4。
实施例5
称取如下反应原料:LiF、NH4F、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O,PrCl3,原料的质量按照化学式LiCe0.02PrxY0.98-xF4中各个原子的摩尔比例称取,其中x=0.05。在LiF和NH4F中加入8ml的蒸馏水,搅拌形成混合液M,溶液M中LiF的浓度为1.25mol/L;然后在Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和PrCl3中加入12ml的蒸馏水,搅拌溶解形成溶液N,溶液中Ce(NO3)3的浓度为0.017mol/L;同时在溶液N中加入质量分数为1.0%(络合剂占反应物总质量的质量分数)的络合剂,其中络合剂为氨基三甲叉膦酸;接着,将含有络合剂的溶液N和混合液M进行混合,形成最终的混合液A,伴随着剧烈的搅拌;再者,将搅拌充分的混合液A装入30ml的水热罐中,在温度为200℃的马弗炉中保温8h;最后,取出水热罐中的混合液,进行过滤,洗涤和干燥得到Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料,记为样品5。
实施例6
称取如下反应原料:LiF、NH4F、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O,PrCl3,原料的质量按照化学式LiCe0.02PrxY0.98-xF4中各个原子的摩尔比例称取,其中x=0.06。在LiF和NH4F中加入5ml的蒸馏水,搅拌形成混合液M,溶液M中LiF的浓度为2mol/L;然后在Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和PrCl3中加入15ml的蒸馏水,搅拌溶解形成溶液N,溶液中Ce(NO3)3的浓度为0.013mol/L;同时在溶液N中加入质量分数为0.5%(络合剂占反应物总质量的质量分数)的络合剂,其中络合剂为氮川三乙酸;接着,将含有络合剂的溶液N和混合液M进行混合,形成最终的混合液A,伴随着剧烈的搅拌;再者,将搅拌充分的混合液A装入30ml的水热罐中,在温度为220℃的马弗炉中保温4h;最后,取出水热罐中的混合液,进行过滤,洗涤和干燥得到Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料,记为样品6。
实施例7
对样品1~6进行XRD衍射分析,XRD衍射图谱可以看出,各个峰值与LiYF4的特征峰相对应,所制备的材料为单一相的纯LiYF4闪烁微晶。典型的XRD衍射图谱如图1所示,对应实施例1。其它样品XRD衍射图谱与图1相似,均已经成功制备出纯相的LiLuF4闪烁微晶。
实施例8
对样品1~6进行形貌表征,从光学显微图像中可以看出,所制备的LiYF4闪烁微晶材料透光性良好。典型的光学显微图片如图2所示,对应实施例1。其它样品光学显微图片与图2相似,所制备的LiYF4闪烁微晶材料透光性良好。
对样品1~6进行形貌表征,从扫描电镜图中可以看出,所制备的LiYF4闪烁微晶尺寸均匀稳定;典型的光扫描电镜图片如图3所示,对应实施例1,所制备的LiYF4闪烁微晶尺寸均匀稳定,大小约为10μm。其它样品光学显微图片与图3相似,所制备的LiYF4闪烁微晶尺寸均匀稳定,大小约为8~15μm。
实施例9
对样品1~6进行X射线激发发射测试,从X射线激发发射图谱中可以看出,所制备的LiYF4闪烁微晶材料受到X射线激发后:在紫外光区域,由Ce3+离子的跃迁,具有很强的发射峰;在可见光区域460~500nm处,由于Pr3+离子的跃迁,也有相应的发射峰,其闪烁性能优良。典型的X射线激发发射测试图如图4所示,对应实施例1,在可见光区域480nm处,由于Pr3+离子的跃迁,也有相应的发射峰,其闪烁性能优良。其它样品X射线激发发射测试图与图4相似,所制备的LiYF4闪烁微晶材料受到X射线激发后:在紫外光区域,由Ce3+离子的跃迁,具有很强的发射峰;在可见光区域460~500nm处,由于Pr3+离子的跃迁,也有相应的发射峰,其闪烁性能优良。
实施例10
对样品1~6进行EDS测试,从EDS测试图中可以看出稀土已经成功掺杂到氟化钇锂晶体内。典型的EDS测试测试图如图5所示,对应实施例1。其它样品EDS测试图与图5相似,表明稀土Ce和稀土Pr已经成功掺杂到氟化钇锂晶格中。
以上所述,仅是本申请的几个实施例,并非对本申请做任何形式的限制,虽然本申请以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限制本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例,均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种掺杂氟化钇锂闪烁微晶,其特征在于,化学式如式I所示:
LiM1 0.02M2 xY0.98-xF4 式I
其中,M1,M2独立地选自稀土元素中的至少一种,x=0.01~0.06;
所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶的尺寸为8~15μm。
2.根据权利要求1所述的掺杂氟化钇锂闪烁微晶,其特征在于,M1、M2独立地选自轻稀土元素;
优选地,所述M1为铈元素,所述M2为镨元素;
优选地,所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶尺寸为8μm~12μm。
3.根据权利要求1所述的掺杂氟化钇锂闪烁微晶,其特征在于,所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶在紫外光区的发射光波长290nm~350nm。
4.权利要求1至3任一项所述的掺杂氟化钇锂闪烁微晶的制备方法,其特征在于,至少包括:
将含有锂源、M1源、M2源、钇源、氟源的混合液进行水热反应,得到所述掺杂氟化钇锂闪烁微晶。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述水热反应的温度为120℃~220℃,所述水热反应的时间为4小时~24小时;
优选地,所述混合液中含有络合剂;
优选地,所述络合剂选自六偏磷酸钠、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、聚丙烯酸、氨基三甲叉膦酸、氮川三乙酸中的至少一种;
优选地,所述络合剂的加入量为反应物总质量的0.5wt%~3wt%;
优选地,所述锂源选自氟化锂、氯化锂、硝酸锂、硫酸锂中的至少一种;
所述钇源选自氯化钇、硝酸钇、硫酸钇中的至少一种;
所述氟源选自氟化铵、氟化氢铵中的至少一种;
所述M1源选自M1稀土硝酸盐、M1稀土硫酸盐、M1稀土盐酸盐中的至少一种;
所述M2源选自M2稀土硝酸盐、M2稀土硫酸盐、M2稀土盐酸盐中的至少一种;
优选地,所述锂源为LiF;
所述钇源为Y(NO3)3·6H2O;
所述氟源为LiF和NH4F;
所述M1源为Ce(NO3)3·6H2O;
所述M2源为PrCl3。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:
a1)获得含有锂源、M1源、M2源、钇源、氟源和络合剂的水溶液I;其中,水溶液I中锂源、M1源、M2源、钇源、氟源的比例满足式I所示化学式;
b1)将步骤a1)得到的水溶液I加热至120℃~220℃,保温时间4小时~24小时,固体产物经分离、洗涤、干燥,得到掺杂氟化钇锂闪烁微晶材料。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤a1)中所述溶液I中锂源的浓度为0.5~2.0mol/L;所述溶液I中M1源的浓度为0.01~0.04mol/L;
优选地,步骤a1)为:将锂源、M1源、M2源、钇源、氟源和络合剂,搅拌混合均匀,获得水溶液I;
优选地,步骤a1)中所述搅拌的时间为20分钟~60分钟;
优选地,步骤a1)中所述搅拌的速率为800rpm~1000rpm。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤a1)包括以下步骤:
a11)将锂源和氟源在水中混合均匀,得到溶液A1;其中,水溶液A1中锂源、氟源的比例满足式I所示化学式;
a12)将钇源和M1源、M2源在水中混合均匀,加入络合剂,得到溶液B1;其中,水溶液B1中钇源和M1源、M2源的比例满足式I所示化学式;
a13)将步骤a11)得到的溶液A1和步骤a12)得到的溶液B1以800rpm~1000rpm速率搅拌混合均匀,得到水溶液I。
9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:
a21)按照化学式LiCe0.02PrxY0.98-xF4中各个原子的摩尔比例称取如下反应原料:LiF、NH4F、Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O,PrCl3,其中x=0.01~0.06;
a22)将LiF和NH4F中加入水,搅拌形成混合液A2;将Y(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和PrCl3中加入水,搅拌溶解形成溶液B2;在溶液B2中加入络合剂;
a23)将含有络合剂的溶液B2和混合液A2进行混合,以800rpm~1000rpm速率搅拌,搅拌20~60分钟,得到混合液C2;
a24)将混合液C2装入水热反应器中,加热,保温,取出水热反应器中的混合液,进行过滤,洗涤和干燥,得到Ce-Pr双掺LiYF4闪烁微晶材料,即LiCe0.02PrxY0.98-xF4。
10.一种闪烁材料,其特征在于,含有权利要求1至3任一项所述的掺杂氟化镥锂闪烁微晶、根据权利要求4至9任一项所述的方法制备的掺杂氟化镥锂闪烁微晶中的至少一种。
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