專利名稱：稀土配合物納米帶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種稀土配合物納米帶及其制備方法。
背景技術(shù)：
作為一種新型有機(jī)-無機(jī)雜化材料，金屬有機(jī)化合物憑借其獨(dú)特的可裁剪性、多樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及在離子交換、吸附、分子識別、催化、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、手性拆分等領(lǐng)域具有的重要應(yīng)用前景而得到廣泛的關(guān)注。同時，隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，許多納米尺度的金屬有機(jī)材料的合成以及物理化學(xué)性質(zhì)得到了進(jìn)一步的研究，這類材料在催化、生物傳感、成像和藥物可控釋放等領(lǐng)域具有誘人的應(yīng)用前景。稀土元素具有豐富的配位方式和幾何構(gòu)型，能夠產(chǎn)生豐富的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而且其獨(dú)特的4f電子結(jié)構(gòu)賦予稀土元素獨(dú)特的光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)，已廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金、機(jī)械、能源、輕工、環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，并且在生物光磁成像、生物熒光傳感以及抗癌藥物傳輸?shù)戎T多方面具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，越來越多的化學(xué)工作者選擇以稀土元素作為金屬有機(jī)骨架晶體材料的金屬中心，制備得到了稀土配合物。其中，稀土配合物材料的合成方法主要包括微乳液法、水熱法和溶劑熱法等，然而，簡單、快速、低消耗、量產(chǎn)的納米稀土配合物材料的可控合成方法需要進(jìn)一步探索及發(fā)展。目前，稀土配合物的研究只是集中在塊體配合物及單晶的制備，相關(guān)研究人員主要通過對塊體配合物及單晶的研究探索稀土配合物的晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)與磁學(xué)性質(zhì)等。例如，現(xiàn)有技術(shù)報道了一種[Yb4(l，2-BDC)6(H20)2]n的單晶的制備方法，該方法包括在高壓釜中，將一定量的Yb的氯酸鹽和鄰苯二甲酸溶解于去離子水中，利用NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值至3. 5，在170°C下水熱反應(yīng)80小時，得到無色薄片狀晶體。但是，由于該方法僅局限于稀土配合物單晶的制備方法的研究，從而限制了納米尺度的稀土配合物的發(fā)展與應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種稀土配合物納米帶及其制備方法，該方法制備的稀土配合物納米帶的長度在百微米以上。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種稀土配合物納米帶的制備方法，包括以下步驟將RE的硝酸鹽和鄰苯二甲酸在極性溶劑中混合，得到混合溶液，RE為Gd或Y ;向所述混合溶液中加入氨水調(diào)節(jié)pH值至5. 5 6. 5，在70 90°C下反應(yīng)后得到稀土配合物納米帶。優(yōu)選的，所述pH值為6。優(yōu)選的，所述反應(yīng)溫度為80°C。優(yōu)選的，所述極性溶劑為乙醇與水的混合溶液或水。優(yōu)選的，所述反應(yīng)時間為O. 5 3小時。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)時間為I小時。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種稀土配合物納米帶，化學(xué)式如式I所示，RE4(I, 2-BDC)6 (H2O)2 · ηΗ20 式 I其中，RE為Gd或Y，n為4 5。本發(fā)明還提供一種稀土配合物納米帶的制備方法，包括以下步驟將RE的硝酸鹽、Ln的硝酸鹽和鄰苯二甲酸在極性溶劑中混合，得到混合溶液，RE 為Gd或Y, Ln為Eu或Tb ;向所述混合溶液中加入氨水調(diào)節(jié)pH值至5. 5 6. 5，在70 90°C下反應(yīng)后得到稀土配合物納米帶。優(yōu)選的，所述pH值為6。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種稀土配合物納米帶，化學(xué)式如式II所示，RE4 (I, 2-BDC) 6 (H2O) 2 · nH20: xLn3+ 式 11其中，RE為Gd或Y中，Ln為Eu或Tb，n為4 5，X為0.5% 10%。本發(fā)明提供一種稀土配合物納米帶及其制備方法，該方法將稀土硝酸鹽與鄰苯二甲酸反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)溶液的PH值使鄰苯二甲酸的羧基去質(zhì)子化，實現(xiàn)了稀土離子與鄰苯二甲酸配位結(jié)合，產(chǎn)生大量的晶核，該晶核在極性溶劑環(huán)境下各向異性生長，得到化學(xué)式為 RE4(I, 2-BDC)6 (H2O)2 ·ηΗ20*ΚΕ4(1，2-Β0θ6(Η20)2 *nH20:xLn3+ 的稀土配合物納米帶。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明調(diào)節(jié)pH值至5. 5 6. 5,在該pH值下鄰苯二甲酸的羧基完全去質(zhì)子化且不形成稀土氫氧化物，溶液達(dá)到過飽和狀態(tài)，從而快速產(chǎn)生大量晶核并各向異性生長形成帶狀結(jié)構(gòu)，避免了緩慢生長而形成塊狀晶體。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明制備的稀土配合物納米帶寬度為100 150nm，厚度為10 20nm，長度達(dá)幾百微米以上，形貌尺寸均一，分散性良好，性能穩(wěn)定，并且得到的稀土配合物納米帶在紫外光照射下顯示較強(qiáng)的稀土離子特征發(fā)光。


圖I為本發(fā)明實施例I制備的稀土配合物納米帶的XRD圖譜；圖2為本發(fā)明實施例I制備的稀土配合物納米帶的SEM照片；圖3為本發(fā)明實施例2制備的稀土配合物納米帶在280nm紫外光激發(fā)條件下的光致發(fā)光發(fā)射圖譜；圖4為本發(fā)明實施例4制備的稀土配合物納米帶的XRD圖譜；圖5為本發(fā)明實施例4制備的稀土配合物納米帶的SEM照片；圖6為本發(fā)明實施例6制備的稀土配合物納米帶在280nm紫外光激發(fā)條件下的光致發(fā)光發(fā)射圖譜。
具體實施例方式下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明公開了一種稀土配合物納米帶的制備方法，包括以下步驟將RE的硝酸鹽和鄰苯二甲酸(1，2-BDC)在極性溶劑中混合，得到混合溶液，RE為Gd或Y ;向所述混合溶液中加入氨水(NH3 · H2O)，調(diào)節(jié)pH值至5. 5 6. 5，在70 90°C下反應(yīng)后得到稀土配合物納米帶。在上述制備過程中，本發(fā)明將稀土硝酸鹽與鄰苯二甲酸反應(yīng)，使鄰苯二甲酸的羧基去質(zhì)子化，實現(xiàn)了稀土離子與鄰苯二甲酸配位結(jié)合，產(chǎn)生大量的晶核，該晶核在極性溶劑環(huán)境下各向異性生長，得到化學(xué)式為RE4(I，2-BDC)6(H2O)2 · ηΗ20的稀土配合物納米帶。由于稀土元素具有豐富的配位方式和幾何構(gòu)型，能夠產(chǎn)生豐富的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而且它們獨(dú)特的4f電子結(jié)構(gòu)為其提供了獨(dú)特的光學(xué)、磁學(xué)性質(zhì)，在生物光磁成像、生物熒光傳感及抗癌藥物傳輸?shù)戎T多方面具有廣泛的應(yīng)用前景，因此，本發(fā)明以RE的硝酸鹽作為反應(yīng)原料，RE為Gd或Y，即RE的硝酸鹽為Gd(NO3)3或Y(NO3)3。并且，本發(fā)明提供的納米帶的制備方法在極性溶劑中進(jìn)行，所述極性溶劑優(yōu)選為乙醇與水的混合溶液或水。按照本發(fā)明，所述得到混合溶液的步驟具體為將鄰苯二甲酸與極性溶劑混合，然后加入RE的硝酸鹽，混合后得到混合溶液。該得到混合溶液的步驟優(yōu)選在70 90°C下進(jìn)行，更優(yōu)選為75 85°C，更優(yōu)選為80°C。所述RE的硝酸鹽優(yōu)選以溶液的形式與鄰苯二甲酸在在極性溶劑中混合，即將鄰苯二甲酸與極性溶劑混合，然后加入RE的硝酸鹽溶液，混合后得到混合溶液，所述RE的硝酸鹽溶液的濃度優(yōu)選為O. 5 2mol · L—1，更優(yōu)選為O. 8
I.2mol · L ,更優(yōu)選為 Imol · L、得到混合溶液后，向所述混合溶液中加入氨水調(diào)節(jié)pH值至5. 5 6. 5,氨水與鄰苯二甲酸反應(yīng)，使得鄰苯二甲酸的羧基去質(zhì)子化。從而，稀土離子與鄰苯二甲酸配位結(jié)合，產(chǎn)生大量的晶核，在極性溶劑環(huán)境下各向異性生長成超長納米帶。反應(yīng)方程如下
權(quán)利要求
1.一種稀土配合物納米帶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 將RE的硝酸鹽和鄰苯二甲酸在極性溶劑中混合，得到混合溶液，RE為Gd或Y ; 向所述混合溶液中加入氨水調(diào)節(jié)pH值至5. 5 6. 5，在70 90°C下反應(yīng)后得到稀土配合物納米帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述PH值為6。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為80°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述極性溶劑為乙醇與水的混合溶液或水。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)時間為O.5 3小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)時間為I小時。
7.—種稀土配合物納米帶，其特征在于，化學(xué)式如式I所示，RE4 (I, 2-BDC)6(H2O)2 · ηΗ20 式 I 其中，RE為Gd或Y，η為4 5。
8.—種稀土配合物納米帶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 將RE的硝酸鹽、Ln的硝酸鹽和鄰苯二甲酸在極性溶劑中混合，得到混合溶液，RE為Gd或Y，Ln為Eu或Tb ; 向所述混合溶液中加入氨水調(diào)節(jié)pH值至5. 5 6. 5，在70 90°C下反應(yīng)后得到稀土配合物納米帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述pH值為6。
10.一種稀土配合物納米帶，其特征在于，化學(xué)式如式II所示， RE4 (I, 2-BDC) 6 (H2O) 2 · nH20: xLn3+ 式 11 其中，RE為Gd或Y中，Ln為Eu或Tb，η為4 5，X為O. 5% 10%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種稀土配合物納米帶及其制備方法，該方法將稀土硝酸鹽與鄰苯二甲酸反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)溶液的pH值使鄰苯二甲酸的羧基去質(zhì)子化，實現(xiàn)了稀土離子與鄰苯二甲酸配位結(jié)合，產(chǎn)生大量的晶核，該晶核在極性溶劑環(huán)境下各向異性生長，得到化學(xué)式為RE4(1，2-BDC)6(H2O)2·nH2O或RE4(1，2-BDC)6(H2O)2·nH2O:xLn3+的稀土配合物納米帶。由于本發(fā)明調(diào)節(jié)pH值至5.5～6.5，在該pH值下鄰苯二甲酸的羧基完全去質(zhì)子化且不形成稀土氫氧化物，溶液達(dá)到過飽和狀態(tài)，從而快速產(chǎn)生大量晶核并各向異性生長形成帶狀結(jié)構(gòu)，避免了緩慢生長而形成塊狀晶體。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明制備的稀土配合物納米帶寬度為100～150nm，厚度為10～20nm，長度達(dá)幾百微米以上。
文檔編號C30B29/62GK102617619SQ20121005370
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者喬卉, 尤洪鵬 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所