[发明专利]CaF2

说明书

本发明提供了一种利用重金属废水制备CaF₂包覆复合铁氧体上转换荧光颗粒的方法，其包括如下步骤：将Ca(OH)₂悬浮液加入到经过硫酸亚铁处理的重金属废水中，调节pH值并水浴老化烘干得到含Ca复合铁氧体；在含Ca复合铁氧体的悬浮液中引入F^‑离子和一定量稀土硝酸盐后，经水浴老化、烘干和煅烧得到CaF₂包覆复合铁氧体上转换荧光颗粒。含Ca复合铁氧体中包括Ca掺杂的复合铁氧体及其包裹层CaSO₄，经F^‑离子处理后得到了稀土掺杂CaF₂包覆含Ca复合铁氧体的磁性上转换荧光颗粒。本发明方法不但工艺简单、成本低，而且所得产品饱和磁化强度大、上转换荧光效率高。

技术领域

本发明涉及一种利用重金属废水制备CaF₂包覆复合铁氧体上转换荧光颗粒的方法，属于重金属废水资源化利用领域。

背景技术

磁性上转换荧光复合颗粒由于同时具有磁性分离回收和上转换荧光特性(相关专利：CN 104101708A；CN 106053790A；CN 105295892A)，其在生物荧光成像、核磁共振成像、癌症治疗、DNA检测等方面具有广阔的应用前景。磁性上转换荧光复合颗粒的荧光主要是由稀土元素，如Er³⁺、Tm³⁺和Yb³⁺提供。Yb³⁺作为敏化剂，Er³⁺和Tm³⁺作为激活剂(相关文献：Journal of the American Chemical Society,2008,130,5642；Chemical SocietyReviews,2009,38,976)。承载稀土离子的基质材料对于它们的上转换发光性能至关重要，而比较合适的基质材料主要为氟化物。目前，所报道的氟化物基质材料主要有 NaYF₄、NaLuF₄、NaGdF₄、YF₃和CaF₂等(相关文献：Applied Catalysis B:Environmental, 2013,142-143,377；Journal of Materials Chemistry A,2013,1,7874)。但是从成本效率方面考虑，CaF₂是最佳的一种氟化物，因为其是自然界中最常见的，可实现大规模低成本生产。而且与其它氟化物相比，CaF₂的损伤阀值高，稳定性好。

当前，磁性上转换荧光复合颗粒的磁性主要由铁氧体Fe₃O₄提供。其一般是从纯铁盐试剂中制备得来的，但每次制备量较少。

发明内容

针对现有重金属废水处理技术的不足，本发明的目的是提供一种利用重金属废水制备CaF₂包覆复合铁氧体上转换荧光颗粒的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种CaF₂包覆的复合铁氧体上转换荧光颗粒的制备方法，其包括如下步骤：

将重金属废水经过硫酸亚铁预处理后，加入Ca(OH)₂悬浮液，调节pH值至8～12后，在80～120℃下老化，得到含Ca复合铁氧体；

按固液质量比为1：(20～100)将所述含Ca复合铁氧体加入水中，得到含Ca 复合铁氧体悬浮液；

将含F^-离子水溶液和稀土硝酸盐加入所述含Ca复合铁氧体悬浮液中，调节pH 值为2～4，在80～100℃下老化后，烘干，在400～800℃下煅烧，得到CaF₂包覆的复合铁氧体上转换荧光颗粒；