[發明專利]一種水溶性稀土納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 200710044508.1
• 申請日: 2007-08-02
• 公開（公告）號: CN101121543A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 李富友;陳志鋼;黃春輝
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 滕懷流

背景技術

本發明涉及一種水溶性稀土納米材料的制備方法，屬于納米材料技術領域，也屬于有機 合成技術領域。

背景技術

納米材料是未來社會發展極為重要的物質基礎，不僅許多科技新領域的突破迫切需要納 米材料和納米科技的支持，許多傳統產業的技術提升也急需納米材料和技術的支持。稀土納 米材料的應用廣泛，在機械、電子、光學、磁學、化學和生物學領域有著廣闊的應用前景。 特別是稀土發光納米材料具有發射窄、壽命長、抗漂白等優點，在生物標記和生物成像方面 有著重大應用價值。

將稀土納米材料應用于生物領域需要其具有一定的水溶性，另外稀土納米材料的進一步 功能化也需要其表面擁有可修飾的活性官能團。但是，通常情況下利用普通表面活性劑輔助 制得的稀土納米材料的外圍是疏水烷基鏈，使得這些稀土納米材料不具備水溶性，也難以進 一步功能化。例如，利用典型的水熱法(Li?YD，Nature?2005，437，121；Inorganic?Chemistry 2006，45，6661)或者熱解法(Capobianco?J?A，Journal?of?the?American?Chemical?Society，2006，128， 7444；Yan?CH，Journal?of?the?American?Chemical?Society?2005，127，3260)等制得的稀土納米材 料的表面有長的烷基鏈，因而都是疏水的，只能溶于非極性的有機溶劑。當前常用的改良方 法是在稀土納米材料的表面包裹一層SiO₂或者高分子材料，這種包裹能改善水溶性，也能提 供活性官能團，但是這種方法成本高、工藝復雜、效果難以控制。例如包裹上的SiO₂的厚度 難以有效的控制，進而影響到整個稀土納米材料顆粒的尺寸難以控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種成本低、工藝簡單、效果好的水溶性稀土納米材料的制備方 法。

本發明方法的具體工藝步驟如下：將帶有特殊表面活性劑的稀土納米材料以0.1g/L～1.0 g/L的濃度分散在水或有機溶劑或者水/有機溶劑混合體系中，然后向溶液中加入2～30倍溶 質當量的過量的氧化劑和其它化合物，攪拌0.5～50小時，離心分離出稀土納米材料，用醇或 水洗滌1～6次，在-20～100℃下真空干燥2～50小時，即得到所需的水溶性的稀土納米材料。

本發明中使用的特殊表面活性劑是含有C＝C雙鍵的油酸或亞油酸或它們的鹽，亞油酸的 結構式為CH₃-(CH₂)₄-CH＝CH-CH₂-CH＝CH-(CH₂)₇COOH和油酸的結構式為 CH₃-(CH₂)₇-CH＝CH-(CH₂)₇COOH。

本發明中使用的帶有特殊表面活性劑的稀土納米材料可以通過典型的水熱法(Li?YD， Nature?2005，437，121；Inorganic?Chemistry?2006，45，6661，Chemistry?of?Materials，2007，19，727) 或者熱解法(Capobianco?J?A，Journal?of?the?American?Chemical?Society，2006，128，7444；Yan?CH， Journal?of?the?American?Chemical?Society?2005，127，3260)或者其它方法來制備。

本發明中使用的稀土納米材料為稀土元素鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤 (Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)、鈧(Sc) 或釔(Y)的氟化物或氟化物鈉鹽或氧化物或磷酸鹽或釩酸鹽；或者摻雜Er、Yb/Er、Yb/Ho、 Yb/Tm的稀土元素的氟化物或氟化物鈉鹽或氧化物或磷酸鹽或釩酸鹽。

本發明中使用的氧化劑為臭氧、高錳酸鉀、高錳酸鈉、高碘酸鈉、高碘酸鉀、重鉻酸鈉 重鉻酸鉀、CrO₃、H₂O₂、OsO₄或者它們的混合物。