[发明专利]一种具有二维多孔结构的水溶性稀土纳米材料、制备方法及用途

权利要求书

1.一种具有二维多孔结构的水溶性稀土纳米材料，其特征在于，以重量百分比计，所述水溶性稀土纳米材料包括0.01-99.99％的稀土元素和0.01-99.99％的非稀土元素，其中，所述稀土元素选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇中的至少一种，所述非稀土元素选自锂、铍、钠、镁、铝、钾、钙、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、铷、锶、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、铯、钡、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、铊、铅、铋中的至少一种；

所述水溶性稀土纳米材料的直径为20nm-4μm，BET比表面积为30-500m²/g，总孔体积为0.1-1.5cm³/g，平均孔径为8-30nm。

2.根据权利要求1所述的具有二维多孔结构的水溶性稀土纳米材料，其特征在于，所述水溶性稀土纳米材料为MgAlNd-LDO纳米颗粒，颗粒直径为50-70nm，BET比表面积、总孔体积和平均孔径大小分别为220.5425m²/g、0.782559cm³/g、14.1933nm。

3.一种权利要求1或2所述的具有二维多孔结构的水溶性稀土纳米材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：将稀土化合物、非稀土金属盐溶解于水中，得到混合溶液1；将碱的水溶液与所述混合溶液1混合得到混合溶液2；将所述混合溶液2于25℃-250℃的温度下，在2MPa-32MPa的压力下，进行2h-40h的水热反应，得到混合溶液3；

S2：将所述混合溶液3经干燥后的粉末在350-800℃的温度下煅烧0.5-10小时，获得所述水溶性稀土纳米材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S1步骤中，所述稀土化合物为NdCl₃或YbCl₃、ErCl₃的混合物；

所述稀土化合物的水溶液的摩尔浓度为0.0001-0.1mol/L。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S1步骤中，所述非稀土金属盐为Mg(NO₃)₂·6H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O或Ni(NO₃)₂·6H₂O；

所述非稀土金属盐的溶液的摩尔浓度为0.0001-1mol/L。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S1步骤中，所述碱选自下述中的至少一种：

碱金属氢氧化物、氨水、碳酸盐、碳酸氢盐、尿素；

所述碱溶液的摩尔浓度为0.001-15mol/L。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，S1步骤中，所述稀土化合物与所述非稀土金属盐的混合溶液1与所述碱溶液的体积为50mL:1-500mL。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，S1步骤中，在所述混合溶液1与所述碱溶液混合后，还包括对所得到的所述混合溶液2搅拌的步骤，所述搅拌的温度为0-80℃，时间为1-60分钟。

9.根据权利要求8述的方法，其特征在于，所述方法还包括在S2步骤前，将所述混合溶液3进行离心处理和洗涤，所述离心处理的转速为5000-20000rpm，所述离心处理的时间为2分钟-40分钟。

10.一种根据权利要求1或2所述的具有二维多孔结构的水溶性稀土纳米材料用于生物医学成像和治疗、光电催化、污水处理的用途。