高効率かつ高速で放射線を検出する金属錯体ナノ粒子分散系のシンチレータ開発

开发出高效、高速检测辐射的金属复合物纳米粒子分散闪烁体

基本信息

批准号：
21K14492
负责人：
鈴木龍樹
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

固体で高い発光量子を持つテトラフェニルエチレン誘導体1,1,2,2-Tetrakis(4-(pyridin-4-yl)phenyl)ethene (TPPE) を配位子として持つ亜鉛錯体Zn(TPPE)を対象化合物とし、ナノ粒子化を検討した。Zn(TPPE)は、激しく攪拌したTPPE-トルエン溶液にZnCl2-メタノール溶液を滴下し、その後、2時間室温で静置することで得た。生成物の元素分析から塩素が検出されたことから金属錯体を形成していることを確認した。また、Zn(TPPE)は40 nm程度の球形粒子として生成したことを走査型電子顕微鏡像から確認し、また粉末法X線回折（pXRD）パターンはハロパターンであったことからアモルファス性であることがわかった。得られたZn(TPPE)ナノ粒子は466 nmに極大発光波長を持ち、その発光量子収率は75%と高輝度発光を示すことがわかった。また、X線（Moターゲット, 80 kV, 1.2 mA）励起によるシンチレーションスペクトルでは、あまり良好なスペクトルは得られず、ナノ粒子の凝集により効率的な発光が得られなかったことが原因と考えた。そこで、得られた亜鉛錯体ナノ粒子のポリマー分散を検討した。1 mM Zn(TPPE)ナノ粒子のトルエン分散液(2 mL)にポリスチレン(0.5 mg)を溶解させ、その混合溶液を型に入れ70 ℃で72時間保持し、トルエンを留去した。得られたZn(TPPE)ナノ粒子分散スチレンポリマーの発光スペクトルはトルエン分散液のスペクトルと同様に得られ、またシンチレーションスペクトルも良好に得ることができた。

使用锌复合物Zn（TPPE）使用四苯甲基乙二烯衍生物1,1,1,2,2-甲基（4-（4-（吡啶-4-基）苯基）乙烯（TPPE）作为配体作为固体，高亮度量子量子，使用锌复合物Zn（TPPE）来研究纳米颗粒化。通过将ZnCl2-甲醇溶液滴入急剧搅拌的TPPE-TOLUENE溶液中，然后在室温下静置2小时，从而获得了Zn（TPPE）。通过对产物的元素分析证实了氯的检测，并证实形成了金属络合物。此外，从扫描电子显微镜中证实，Zn（TPPE）作为大约40 nm的球形颗粒产生，并且粉末方法X射线衍射（PXRD）模式是一种光环模式，表明它是无态的。发现所获得的Zn（TPPE）纳米颗粒的最大发射波长为466 nm，其发射量子产率为75％，它们表现出高亮度发射。此外，由X射线（MO目标，80 kV，1.2 Ma）激发引起的闪烁光谱没有产生很好的光谱，并且纳米颗粒的聚集不允许有效发射。因此，研究了所获得的锌复合物纳米颗粒的聚合物分散体。将聚苯乙烯（0.5 mg）溶解在1 mM Zn（TPPE）纳米颗粒的甲苯分散体（2 mL）中，并将混合溶液放入霉菌中并保持在70°C。获得的Zn（TPPE）纳米颗粒分散的苯乙烯聚合物的发射光谱以与甲苯分散体的光谱相同的方式获得，并且闪烁光谱也非常好。