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一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法技术

技术编号:15320165 阅读:266 留言:0更新日期:2017-05-16 02:52
一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法,涉及纳米材料。包括以下步骤:1)将稀土氯化物与油酸钠混合,再加入水、乙醇和正己烷,冷凝回流反应后冷却至室温,将反应溶液倒入分液漏斗中用水/乙醇进行洗涤,经纯化后经过旋转蒸发定量,确定所制备的稀土油酸盐的浓度,再将稀土油酸盐溶解于正己烷中,得到溶液A;2)将步骤1)得到的含有0.5~2mmoL稀土油酸盐的溶液A加入油酸/十八烯混合溶剂中,经旋转蒸发除去正己烷,得到溶液B;3)向溶液B中加入NaOH、NH

Method for preparing rare earth doped nano particles

The invention relates to a preparation method of rare earth doped nano particles, which relates to nano materials. Includes the following steps: 1) the rare earth chloride and sodium oleate mixed, then add water, ethanol and n-hexane, reflux reaction after cooling to room temperature, the reaction solution is poured into a separatory funnel water / ethanol washing, after purification by rotary evaporation quantitatively determine the concentration of the prepared rare-earth oleate. The rare earth salt dissolved in hexane oleic acid Yu Zheng, get the solution A; 2) step 1) obtained solution containing 0.5 ~ A 2mmoL rare earth salt adding oleic acid eighteen oleic acid / ene in the mixed solvent of hexane removed by rotary evaporation, to obtain solution B; 3) adding NaOH, NH to B in solution

【技术实现步骤摘要】
一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法
本专利技术涉及纳米材料,尤其是涉及一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法。
技术介绍
稀土元素的原子结构较为特殊,其4f电子轨道具有未充满的电子,受到外层电子的屏蔽效应,因而产生多种多样的电子能级和4f电子跃迁特性,稀土掺杂材料已成为现代高科技领域中重要的材料。掺杂纳米颗粒具有较小的尺寸和较大的比表面积,具有优异的光、电、磁等特性,在化工、冶金、材料加工、生物医学、分子诊断等领域具有潜在的应用价值。目前,稀土掺杂纳米颗粒的合成方法有多种,主要分为水热法、均相共沉淀法和高温溶剂热法等。其中,高温溶剂热法合成的稀土掺杂纳米颗粒尺寸大小均一可控,颗粒分散性较好。该方法制备的稀土掺杂发光纳米颗粒具有优异的发光稳定性和较长的发光寿命。然而,目前高温溶剂热法合成的稀土掺杂发光纳米颗粒具有较多的盐类等副产物,对后续的分离纯化带来较大的困难,得到的稀土掺杂纳米颗粒的纯度较低,不便于进一步的工业化应用。因而,提出一种快速制备高纯度的稀土掺杂纳米颗粒的合成方法显得尤为重要,对拓展稀土掺杂纳米颗粒的工业化应用具有重要的意义。参考文献[1]ChenG,QiuH,PrasadPN,ChenX.UpconversionNanoparticles:Design,Nanochemistry,andApplicationsinTheranostics.Chemicalreviews.2014.[2]WangF,LiuX.Recentadvancesinthechemistryoflanthanide-dopedupconversionnanocrystals.ChemicalSocietyReviews.2009;38:976-89.[3]BoyerJ-C,VanVeggelFC.AbsolutequantumyieldmeasurementsofcolloidalNaYF4:Er3+,Yb3+upconvertingnanoparticles.Nanoscale.2010;2:1417-9.[4]LiX,ShenD,YangJ,YaoC,CheR,ZhangF,etal.Successivelayer-by-layerstrategyformulti-shellepitaxialgrowth:shellthicknessanddopingpositiondependenceinupconvertingopticalproperties.ChemistryofMaterials.2012;25:106-12.[5]LiZ,ZhangY.Anefficientanduser-friendlymethodforthesynthesisofhexagonal-phaseNaYF4:Yb,Er/Tmnanocrystalswithcontrollableshapeandupconversionfluorescence.Nanotechnology.2008;19:345606.
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法。本专利技术包括以下步骤:1)将稀土氯化物与油酸钠混合,再加入水、乙醇和正己烷,冷凝回流反应后冷却至室温,将反应溶液倒入分液漏斗中用水/乙醇进行洗涤,经纯化后经过旋转蒸发定量,确定所制备的稀土油酸盐的浓度,再将稀土油酸盐溶解于正己烷中,得到溶液A;2)将步骤1)得到的含有0.5~2mmoL稀土油酸盐的溶液A加入油酸/十八烯混合溶剂中,经旋转蒸发除去正己烷,得到溶液B;3)向溶液B中加入NaOH、NH4F和甲醇,升温至90℃敞口除去甲醇,再升温至290~320℃反应后产物经过离心,再加入环己烷洗涤,产物最终分散在环己烷中保存。在步骤1)中,所述稀土氯化物与油酸钠的摩尔比可为1︰3;所述稀土氯化物可选自YCl3·6H2O、YbCl3·6H2O、GdCl3·6H2O、NdCl3·6H2O、ErCl3·6H2O、TmCl3·6H2O、LuCl3·6H2O中的一种;所述水、乙醇和正己烷的体积比可为3︰4︰7;所述冷凝回流反应的温度可为70℃,冷凝回流反应的时间可为4h;所述水/乙醇的体积比可为10︰1。在步骤2)中,所述溶液A和油酸/十八烯混合溶剂的体积比可为0.4~1,最终稀土离子的摩尔浓度为0.05~0.1mmoL/mL。在步骤3)中,所述NaOH、NH4F和甲醇的配比可为0.05~0.2g︰0.074~0.296g︰5~20mL,其中NaOH、NH4F以质量计算,甲醇以体积计算;所述离心可按12000rpm离心20min;所述保存的温度可为4℃。本专利技术首先制备稀土油酸盐,经过分离纯化后作为前驱体,再加入油酸/十八烯混合溶剂中,之后加入NaOH/NH4F/甲醇混合溶剂,常温搅拌生成晶核,升温除去甲醇后在无氧无水环境中高温反应生成稀土掺杂纳米颗粒。所制备的荧光纳米粒激发光波长为980nm或者800nm,对应的荧光发射光波长范围介于300~800nm范围之内。与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:1、本专利技术合成方法快速简便,易于操作。2、本专利技术所合成的稀土掺杂纳米颗粒纯度较高,无需后续进一步分离纯化。3、本专利技术可应用于核壳结构稀土掺杂纳米颗粒的合成。附图说明图1是制备的NaLuF4:Yb:Er透射电镜图。图2是制备的NaYF4:Yb:Er透射电镜图。图3是制备的NaYF4:Yb:Er能谱元素分析图。图4是反应完成第一次离心收集的NaYF4:Yb:Er沉淀数码照片。图5是制备的NaYF4:Yb:Tm透射电镜图。图6是制备的NaYF4:Yb:Er@NaYF4透射电镜图。图7是制备的NaYF4:Yb:Er@NaYF4纳米颗粒的上转换荧光光谱图。在图7中,曲线a为NaYF4:Yb:Er@NaYF4;曲线b为NaYF4:Yb:Er。图8是制备的NaYF4:Yb:Er@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4上转换纳米颗粒的透射电镜图。图9是制备的制备的NaYF4:Yb:Er@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4上转换纳米颗粒的上转换荧光光谱图。在图9中,曲线a为NaYF4:Yb:Er@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb@NaYF4;曲线b为NaYF4:Yb:Er@NaYF4:Yb@NaNdF4:Yb。具体实施方式为了更好地理解本专利技术,下面结合附图、实施例进一步阐明本专利技术的内容,但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实例。实施例1NaLuF4:Yb:Er上转换纳米颗粒合成:制备Lu(OA)3:称取7.79gLuCl3·6H2O(20mmol)、20g油酸钠,再加入60ml水、80ml乙醇和140ml正己烷,磁力搅拌并70℃冷凝回流反应4h。反应结束后,加入水/乙醇混合溶液(体积比5/1)反复洗涤数次,至下层溶液澄清。取上层溶液1ml炫蒸定量,计算所得产物的摩尔浓度并收集上层液Lu(OA)3于室温密封保存。制备Yb(OA)3:称取7.75gYbCl3·6H2O(20mmol)、20g油酸钠,再加入60ml水、80ml乙醇和140ml正己烷,磁力搅拌并70℃冷凝回流反应4h。反应结束后,加入水/乙醇混合溶液(体积比5/1)反复洗涤数次,至下层溶液澄清。取上层溶液1ml炫蒸定量,计算所得产物本文档来自技高网
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一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法

【技术保护点】
一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1)将稀土氯化物与油酸钠混合,再加入水、乙醇和正己烷,冷凝回流反应后冷却至室温,将反应溶液倒入分液漏斗中用水/乙醇进行洗涤,经纯化后经过旋转蒸发定量,确定所制备的稀土油酸盐的浓度,再将稀土油酸盐溶解于正己烷中,得到溶液A;2)将步骤1)得到的含有0.5~2mmoL稀土油酸盐的溶液A加入油酸/十八烯混合溶剂中,经旋转蒸发除去正己烷,得到溶液B;3)向溶液B中加入NaOH、NH

【技术特征摘要】
1.一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1)将稀土氯化物与油酸钠混合,再加入水、乙醇和正己烷,冷凝回流反应后冷却至室温,将反应溶液倒入分液漏斗中用水/乙醇进行洗涤,经纯化后经过旋转蒸发定量,确定所制备的稀土油酸盐的浓度,再将稀土油酸盐溶解于正己烷中,得到溶液A;2)将步骤1)得到的含有0.5~2mmoL稀土油酸盐的溶液A加入油酸/十八烯混合溶剂中,经旋转蒸发除去正己烷,得到溶液B;3)向溶液B中加入NaOH、NH4F和甲醇,升温至90℃敞口除去甲醇,再升温至290~320℃反应后产物经过离心,再加入环己烷洗涤,产物最终分散在环己烷中保存。2.如权利要求1所述一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法,其特征在于在步骤1)中,所述稀土氯化物与油酸钠的摩尔比为1︰3。3.如权利要求1所述一种稀土掺杂纳米颗粒的制备方法,其特征在于在步骤1)中,所述稀土氯化物选自YCl3·6H2O、YbCl3·6H2O、GdCl3·6H2O、NdCl3·6H2O、ErCl3·6H2O、TmCl3·6H2O、LuCl3·6H2O中的一种。4.如权利要求1所述一种稀...

【专利技术属性】
技术研发人员:任磊亢宁
申请(专利权)人:厦门大学
类型:发明
国别省市:福建,35

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