[發明專利]一種稀土配合物納米材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611094713.4
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106588964B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 孫維林;周霞;凌君
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;C01F17/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張勛斌

本發明公開了一種稀土配合物納米材料及其制備方法和應用，該稀土配合物納米材料的制備方法如下：以乙醇和水混合溶液為反應介質，均苯四甲酸和無機鹽為原料，三乙胺為調節劑，制得了多種稀土配合物納米材料。該納米材料形貌均一，尺寸和形貌可按不同需求調節，易于在水、乙醇、DMF等中分散，解決了納米材料不易分散的難題。制備方法的簡易以及易于分散的特點，使其具備了工業應用的潛質。以稀土及摻雜型稀土配合物為前驅體，經過空氣高溫煅燒，制備了具有與前驅體類似的稀土氧化物納米材料。此方法可以通過配合物前驅體來控制稀土氧化物的形貌和尺寸，實現了氧化物的均勻復合，并且制備工藝簡單，無需昂貴設備，原料廉價易得。

技術領域

本發明涉及一種具有良好分散性的有機無機雜化稀土配合物納米材料的制備以及稀土，復合稀土氧化物納米材料的制備，屬于納米材料合成領域。

背景技術

稀土素來享有“工業味精”的美稱，近年來新材料以及高新技術領域對稀土有著極大的需求。不同的應用場合對稀土粉末的顆粒大小分布都有較為嚴格的要求，這就要求我們致力于探索研究稀土材料的合成工藝。

納米材料具有許多傳統材料不具備的特殊的優異性質，例如小尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道效應等，因而納米材料的合成研究備受關注。其制備方法有很多，總的來說分為兩大類，即物理方法和化學方法，其中物理方法包括粉碎法、真空沉積法、濺射法、氣體蒸發法等，化學方法包括氣相分解法、沉淀法、噴霧法、溶膠凝膠法、水熱法等。

2010年，相關專利申請(中國專利CN 102531022 A)報道了以尿素為沉淀劑制備單分散稀土氧化物納米球，其合成過程中需要加入大量表面活性聚乙烯吡咯烷酮。2012年，有專利(中國專利CN 102730738 A)報道了以稀土金屬為原料熔煉成合金制備二元或多元稀土氧化物納米顆粒的方法。該方法工藝復雜，需要較高的反應溫度，能耗大，設備成本高。2010年，有專利申請(中國專利CN 101857192 A)報道了溶膠-凝膠法制備鈦/稀土雜化納米材料。該方法需要使用大量的有機凝膠劑，整個溶膠-凝膠過程需要較長時間，并且工藝復雜。

本發明通過簡便的絡合沉淀法制備了形貌尺寸均一的稀土配合物納米材料。納米材料應用的技術關鍵之一即材料的分散。由于高的比表面積和高的表面能，納米材料很容易團聚，從而失去其應有的特殊性能。因而在實際應用中必須要讓納米顆粒均勻的分散在體系中，克服納米顆粒團聚的現象。直接沉淀法是制備納米材料最為簡便的方法，但該方法制得的納米材料由于團聚現象而不能得到均勻分散的材料。

發明內容

本發明提供了一種有機無機雜化稀土配合物納米材料的簡易制備方法，該制備方法工藝簡單，效率高；得到的產品在水、乙醇、DMF等溶劑中具有良好的分散性能。

本發明還提供了一種以稀土配合物為前驅體制備稀土氧化物納米材料的方法，得到的氧化物的摻雜均勻，顆粒度均一。

一種稀土配合物納米材料的制備方法，包括以下步驟：

在乙醇和水的混合溶劑中，以三乙胺為調節劑，以均苯四甲酸和無機鹽為原料進行絡合反應，反應結束后經過離心和干燥得到所述的稀土配合物納米材料。

通過本發明的絡合沉淀法制得的稀土配合物納米材料形貌均一，尺寸(納米到微米)和形貌(顆粒、棒狀、片材)按需求可調節。并且，制得的顆粒狀材料易于在水、乙醇、DMF等溶劑中分散。該稀土配合物納米材料的制備方法有諸多優點，如制得的產品顆粒度均一，制備工藝簡單，效率高，無需高溫高壓，不需要昂貴的設備，所需原料廉價易得等。

作為優選，所述的無機鹽為稀土無機鹽的一種或者多種或者稀土無機鹽和過渡金屬無機鹽的組合。

作為優選，所述的稀土無機鹽為鈧鹽、釔鹽、鑭鹽、鈰鹽、鐠鹽、釹鹽、钷鹽、釤鹽、銪鹽、釓鹽、鋱鹽、鏑鹽、鈥鹽、鉺鹽、銩鹽、鐿鹽、镥鹽中的一種或者多種。