[發明專利]一種摻銀鈮酸鋰納米多晶粉體及其制備方法

無效

• 申請號: 201410545658.0
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104310479A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 閻文博;張麗霞;吳萌;王洵;陳洪建;張宇威;王冬輝;李敏;梁國弘
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C01G33/00
• 分類號: C01G33/00;B82Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種摻銀鈮酸鋰納米多晶粉體制備方法，屬于摻銀鈮酸鋰納米多晶粉體的制備領域。

背景技術

鈮酸鋰晶體是一種優良的多功能材料，具有良好的壓電、電光、光折變及非線性光學等性能。鈮酸鋰的非中心對稱晶體結構使其具有二階非線性光學效應，因此鈮酸鋰納米多晶粉體可應用于倍頻生物標記。2012年，Bonacina等人系統的研究了包括鈮酸鋰在內的一系列納米多晶粉體的非線性光學性能，評估了他們的細胞毒性，并在光學對比度、波長轉換靈敏度和光學穩定性等方面展示了他們用于生物成像的巨大潛能。利用非線性納米多晶粉體進行生物標記和光學成像具備高成像深度和高空間分辨率，沒有傳統的熒光成像中常見的光漂白和光閃爍現象，對生物造成的光毒性小。其中鈮酸鋰納米多晶粉體被認為是非線性響應最強的材料。與此同時，鈮酸鋰具有較好生物相容性，無毒、無致畸作用，適合用于醫學生物領域。銀離子作為生物醫學領域常用離子，將其摻入鈮酸鋰納米多晶粉體可使其具備了特殊的生物功能，例如抑制細菌繁殖，選擇性吸附肽鏈的功能。因此，摻銀鈮酸鋰納米多晶粉體可作為一種改良型的倍頻生物標記材料廣泛用于非線性光學成像，使其在靶向治療方面呈現出巨大的應用前景。

利用濕化學法可以制備高純度、低成本的鈮酸鋰納米多晶粉體。近幾年來這方面的研究引起了人們極大的關注。哈爾濱工業大學的劉美男等人(Journal?of?Alloys?and?Compounds?449(2008)28-31)曾用價格低廉的五氧化二鈮成功的合成了名義純鈮酸鋰納米粉體。山東大學的王繼揚等人(CN200710015675)曾采用類似的濕化學法結合噴霧干燥造粒技術制備出了摻鎂、鋅以及鉿等抗光折變元素的球狀多晶材料。此外，摻鐵以及稀土等元素的鈮酸鋰納米多晶粉體材料也有報道，但有關化學法合成摻銀鈮酸鋰納米多晶粉體的報道卻未曾出現。這主要是由于鐵、鎂、鋅以及鉿等的分凝系數比較接近于1，容易實現均勻摻雜，而銀離子的分凝系數則遠遠偏離1，故很難實現銀離子的均勻摻雜。銀離子聚集通常會引起局部鈮酸銀雜相的形成，造成局部非線性光學效應的大幅改變從而影響其倍頻生物標記的準確性，限制其在非線性光學生物成像方面的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：銀離子很難均勻摻入鈮酸鋰納米多晶粉體，銀離子聚集通常會引起局部鈮酸銀雜相的形成。

該技術問題所采用的技術方案是：針對上述摻銀鈮酸鋰納米多晶粉體的制備難點，以傳統濕化學方法為基礎，通過改良配方，即調整鈮源、鋰源、銀源以及螯合劑的比例，并輔助加入0.5-2ml的乙二醇和0.01mol/L濃度的十二烷基硫酸鉀水溶液10-20ml混合溶液促進銀離子均勻摻入至晶格。使用改良濕化學法制備出來的摻銀鈮酸鋰多晶粉體具有銀離子分布均勻、無鈮酸銀雜相等特點，是一種良好的倍頻生物標記材料。

本發明提供一種摻銀鈮酸鋰納米多晶粉體，運用改良濕化學方法在納米粉體的制備過程中均勻摻入銀離子，銀原子與鈮原子的比值是0.01％-10％。

本發明的具體實施步驟：

(1)稱取4mmol的Nb₂O₅，溶解在5-15ml酸溶液中在50-80℃下密封容器里面反應半小時后變成淺綠色溶液；用25.0％-28.0％氨水調至PH＝8-9，至白色沉淀不再增加，析出的白色沉淀劑為Nb(OH)₅；將白色沉淀過濾，3次洗滌，在50-100℃充分干燥得到8mmol的Nb(OH)₅沉淀；

(2)稱取鋰源、螯合劑和銀源，按Nb(OH)₅、鋰源(鋰原子)、螯合劑和銀源(銀原子)的摩爾比是1∶1∶3-6∶0.01-10mol％進行配比；把螯合劑和鋰源分別溶解到40ml和10ml去離子水中，把Nb(OH)₅白色沉淀溶解到螯合劑溶液中，鋰源溶液隨后加入Nb(OH)₅和螯合劑的混合溶液中，之后加入0.5-2ml乙二醇和0.01mol％的十二烷基硫酸鉀溶液10ml-20ml；最后，將0.0101mol/L濃度的銀源溶液加入其中；

(3)上述懸濁液在60-90℃攪拌半小時變澄清后加入1-4ml無水乙醇，之后放入干燥箱60-90℃，揮發至5-15ml左右，放入退火爐400-800℃燒結2h，隨爐冷卻至室溫，即得到摻銀鈮酸鋰納米多晶粉體。

優選的方法是：