[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

说明书

本发明提供一种具有二维多孔结构的水溶性稀土纳米材料及相应的制备方法。所述水溶性稀土纳米材料是通过将选择广泛的稀土化合物、非稀土金属盐和碱溶液按一定次序混合得到的溶液进行水热反应、干燥、煅烧后得到的。本发明的方法操作简单，可根据最终产品所需的孔径、粒径、比表面积等理化参数调控工艺制备中的实验条件，从而制备尺寸可控、比表面积较大的具有二维多孔结构的水溶性稀土纳米材料。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种具有二维多孔结构的水溶性稀土纳米材料及其 制备方法。

背景技术

稀土纳米材料是在许多领域有广泛的应用的一种特殊材料，具有独特的光学、催化和磁 学性质，可以应用于高质量磷光体、催化剂和生物医药等方面。由于稀土多孔纳米材料具有 良好的生物相容性、稳定性，尤其是其具有高比表面积的多孔结构，就可以负载一些催化剂、 药物和气溶胶等物质，成为新一代动植物细胞或组织的载体，扩展了稀土纳米材料的应用领 域。

目前，制备具有多孔结构的稀土纳米材料已有报道，我国学者在这个方面做出了重要贡 献。例如，利用典型的水热法(Qu XG,Nanoscale 2014,6,1445；Small 2013,24,4262)制备得 到了多孔的稀土纳米材料。

例如，Li Zhou等人(“Li Zhou；Zhenhua Li；Zhen Liu；Meili Yin；Jinsong Ren；Xiaogang Qu, One-step nucleotide-programmed growth of porous upconversionnanoparticles:application to cell labeling and drug delivery.Nanoscale 2014,1445-1452”)利用水热法制备得到了一种多孔 NaYF4:Yb,Er纳米颗粒。该文献中，将Y(NO₃)₃、Yb(NO₃)₃、Er(NO₃)₃在搅拌下混合以形成均 匀溶液。然后在磁力搅拌下将GMP二钠盐水溶液滴加到上述溶液中，1小时后，快速加入 NaF水溶液，将混合物搅拌约10分钟，然后转移到高压釜中，并在140℃下水热处理24小 时。但是该文献的方法得到的稀土纳米材料的比表面积较小(15.76m²g^-1)。

Zhenhe Xu等人(“Zhenhe Xu,Ping’an Ma,Chunxia Li,Zhiyao Hou,XuefengZhai,Shanshan Huang,Jun Lin,Monodisperse core-shell structured up-conversionYb(OH)CO₃@YbPO₄:Er³⁺ hollow spheres as drug carriers.Biomaterials 2011,4161-4173”)利用水热法制备得到了一种多孔 NaLuF4:Yb,Er纳米材料。该文献中，Yb(OH)CO₃的单分散胶体球是通过基于尿素的均相沉 淀工艺制备的。将Yb(NO₃)₃和尿素[CO(NH₂)₂]溶解在去离子水中，溶液的总体积约为50mL。 将上述溶液首先在室温磁力搅拌2小时，然后将所得溶液在油浴中在90℃下反应2小时，得 到的悬浮液通过离心分离并用去离子水洗涤数次后收集。将得到的Yb(OH)CO₃沉淀物通过超 声分散到去离子水中。然后，将0.1g NH₄H₂PO₄加入上述溶液中，再搅拌60分钟后，将获得 的混合溶液转移到高压釜中密封并在180℃下保持24小时。随着高压釜自然冷却至室温，离 心分离沉淀物，依次用去离子水和乙醇洗涤，然后在80℃空气中干燥12小时。但是该文献 的方法得到稀土纳米材料的比表面积较小(14.87m²g^-1)，平均尺寸较大(300nm)。