[發明專利]摻雜稀土離子的氟化鈰中空納米微球的制備方法

有效

• 申請號: 201410146684.6
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103979595A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 陳繼;張陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明涉及納米技術領域，尤其涉及一種摻雜稀土離子的氟化鈰中空納米微球的制備方法。

背景技術

中空納米微球，包括納米球和微米球，是一種中空結構的球形材料，有比表面積大、密度低、表面滲透能力強和裝載能力強等特點，在敏感試劑的裝載、藥物和生物分子可控性施放、氣體傳感、能量存儲、高選擇性催化等領域都具有良好的應用前景。

人們現在已經發展了許多方法來合成空心納米結構材料，這些方法大都基于控制材料的成核和生長的微環境?？刂品椒òㄎ⒉?、射線、超聲等手段誘發中控結構。例如：Qian等人將含有CdSO₄(0.01mol/L)、Na₂S(0.0015mol/L)和季戊四醇（0.001mol/L）的水溶液至于微波中處理20天，值得了CdS空心球，微波輻射對于空心結構的生成具有重要的作用[M.W.Shao,Q.Li,L.F.Kong,W.C.Yu,Y.T.Qian,J.Phys.Chem.Solids2003,64,1147-1150]。Zhu等人發展了通過超聲處理制備CdS空心球的方法，他們先制備了Cd(OH)₂的沉淀，與Na₂SeSO₃溶液混合后，在高能超聲探頭下處理30分鐘，得到了多晶的CdSe空心球。[J.J.Zhu,S.Xu,H.Wang,J.M.Zhu,H.Y.Chen,Adv.Mater.2003,15,56-159]。

氟化鈰具有高密度、快響應和高抗輻射等功能，因此是一種重要的無機閃爍晶體，被認為是高能物理領域中最有前途的新一代閃爍材料；它具有層狀結構，可以用作固體潤滑劑；它也具有低的振動能，是一種重要的熒光材料，且含有100%的熒光活性物質；所以氟化鈰納米結構的制備具有重要的理論和應用價值。目前，人們已經制備并得到了氟化鈰納米材料的顆粒、納米片、納米線等結構。Cao等人以Ce(NO₃)₃為鈰源，以KBF₄、NaF和NH₄F為氟源，超聲3小時，分別獲得了納米盤、納米棒和納米顆粒[L.Zhu,Q.Li,X.D.Liu,J.Y.Li,Y.F.Zhang,J.Meng,X.Q.Cao,J.Phys.Chem.C2007,111,5898-5903]。目前，其他形貌的氟化鈰納米結構材料（如中空納米微球等）的合成的報道仍較少，而材料制備作為性能和應用研究的基礎，因此可控制備氟化鈰納米中空微球的研究是意義重大的課題。

萃取體系是一種新興的制備無機納米材料的體系，它具有高效率，低經濟成本和對環境友好等優點。在三辛基氧膦作為萃取劑的萃取體系中，利用萃取液中的反膠束來制備TiO₂納米材料的研究已有報道[J.Shi,G.Gu,X.Fu,M.Wang,Z.Hu,Colloids?Surf.,A2001,194,207-212.]。但是從萃取體系中制備出來的納米材料的可控性及多樣性均較為不足。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對背景技術中存在的不足，提供了一種制備摻雜三價鋱離子的氟化鈰中空納米微球，該方法反應條件溫和，易于擴大生產。

本發明提供了一種摻雜三價鋱離子的氟化鈰中空納米微球的制備方法，包括：

以二-(2，4，4-三甲基戊基)亞膦酸三辛基甲基銨和有機溶劑組成的萃取組合物，萃取第一料液中的Tb³⁺和Ce³⁺，所述第一料液為硝酸鈰和硝酸鋱的硝酸溶液，得到萃取液。

將所述萃取液中含有的第三相分離出來并與第二料液混合制備摻雜三價鋱離子的氟化鈰納米微球。所述的第二料液為四氟硼酸鈉的水溶液。

反應15-60分鐘，將得到的沉淀離心，洗滌，干燥后得到摻雜稀土離子的氟化鈰中空納米微球。摻雜三價鋱離子的氟化鈰納米微球還具有熒光性質。

優選的，所述的萃取組合物中，二-(2，4，4-三甲基戊基)亞膦酸三辛基甲基銨的濃度為0.2mol/L～0.6mol/L。

優選的，所述的第一料液中，Tb³⁺的濃度為0.01mol/L～1.0mol/L，Ce³⁺的濃度為0.01mol/L～2.0mol/L，H⁺的濃度為0.01mol/L～2.0mol/L。

優選的，所述的萃取組合物與第一料液的相比為1:7～7:1。