[发明专利]稀土氧化物/稀土复合氧化物纳米粒子溶胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米粒子制备领域，特别涉及一种稀土氧化物/稀土复合氧化物纳米粒子溶胶的制备方法。

背景技术

纳米发光粒子作标记物在生物分析领域有着重要应用前景，引起人们的极大关注。在目前免疫分析、细胞检测等中需要的纳米标记物要求十分严格，不仅要粒度小、分散性好，而且要发光性能好。然而现在许多无机稀土荧光粒子粒径通常为几百纳米到微米，粒度分布范围较宽，形状不规则，不能满足纳米标记物对纳米粒子粒度大小和均匀性的要求。目前，制备稀土氧化物或复合氧化物的方法很多，如高温固相法、共沉淀法、气相沉积法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法等等，但这些方法获得的样品不理想。高温固相法或共沉淀法得到的样品粒径大、粒子团聚严重；气相沉积法对密闭室压力、气体成分和温度的要求比较严格，喷雾热解法需要有一个大体积的密闭高温腔室，设备投资昂贵；溶胶-凝胶法制备时间长、需数日才能完成，且所使用的原料价格昂贵，有些原料为挥发性有机物，对健康有害。这些方法目前尚存在工艺条件苛刻、设备复杂、投资大、成本高等缺点，特别是所得纳米粒子团聚严重，不能满足纳米标记等领域的要求。

现有燃烧法制备稀土氧化物或者稀土复合氧化物的方法都有共同的缺点：燃烧温度高，反应时间长，样品的分散性不好、工艺流程复杂等。绝大多数方法在较低温得到前驱物，然后在较高温度下煅烧得到纳米粉体。特别是含Eu²⁺和Ce³⁺等需要还原体系，通常需要二次处理。由于需要煅烧，因此所需的温度都很高，所得纳米粒子虽然粒径为纳米范围，但粒子间团聚严重，无法用于免疫分析等应用。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种稀土氧化物/稀土复合氧化物纳米粒子溶胶的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

本发明提供的稀土氧化物/稀土复合氧化物纳米粒子溶胶的制备方法，具体包括下列步骤：

(1)在RE硝酸盐溶液、RE混合硝酸盐溶液或M-RE混合硝酸盐溶液中加入甘氨酸和分散剂，充分混合后将水分蒸发，形成凝胶；

(2)将凝胶在180～300℃下加热反应，自然冷却，得到稀土氧化物/稀土复合氧化物纳米粒子粉末；

(3)将步骤(2)所得粉末分散在溶剂中，超声粉碎，分离，得到稀土氧化物/稀土复合氧化物纳米粒子溶胶；

所述RE为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Po、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu元素；

所述M为Mg、Ca、Sr、Ba或Zn元素。

步骤(1)所述RE硝酸盐溶液是将RE金属氧化物或RE金属离子的碳酸盐溶解在硝酸中形成浓度为0.005～5mol/L的RE硝酸盐水溶液，或是将RE金属离子的硝酸盐直接溶解在水当中，形成浓度为0.005～5mol/L的RE硝酸盐水溶液；所述RE混合硝酸盐溶液是指一种以上RE硝酸盐溶液混合所得的混合溶液，或是将一种以上RE金属氧化物或RE金属离子的碳酸盐混合后溶解在硝酸中形成的混合溶液，或是将一种以上RE金属离子的硝酸盐混合后溶于水得到的混合溶液；所述M-RE混合硝酸盐溶液是指一种以上M硝酸盐溶液与RE硝酸盐溶液或RE混合硝酸盐溶液混合所得的混合溶液；所述M-RE混合硝酸盐溶液中M∶RE的摩尔比为1∶2。

所述M硝酸盐溶液是M金属氧化物或M金属离子的碳酸盐溶解在硝酸中形成浓度为0.005～5mol/L的M硝酸盐水溶液，或是M金属离子的硝酸盐直接溶解在水当中，形成浓度为0.005～5mol/L的M硝酸盐水溶液。

步骤(1)所述甘氨酸与硝酸盐溶液中金属离子总量的摩尔比为1∶1～1∶8；所述分散剂的用量为金属离子总量为1mmol的硝酸盐溶液使用0.01～0.10g分散剂；所述水分蒸发的时间为0.5～24小时，水分蒸发的温度为60～140℃。

所述分散剂为聚乙二醇；

步骤(2)所述加热反应的时间为1分钟～10小时。