[发明专利]一种高效绿色的二价铕化合物的制备方法

说明书

本发明涉及一种高效绿色的二价铕化合物的制备方法，涉及稀土铕技术领域。本发明在保护气氛下，对三价铕化合物的有机溶液进行电离辐射，得到所述二价铕化合物。本发明所述的制备方法所需技术手段简单，是一种高效绿色极低成本的合成方法。在高能射线照射下，二价铕化合物可在室温常压下快速合成，合成过程中存在风险系数低，且高能射线能够实现连续化操作，适合工业化批量生产。

技术领域

本发明涉及稀土铕技术领域，尤其涉及一种高效绿色的二价铕化合物的制备方法。

背景技术

铕化合物因其独特的荧光和磁性，在光学和磁性等功能材料领域具有广泛应用，其合成、结构表征和性能研究一直备受化学和材料研究学者关注。稀土元素离子的常见价态为+3价，而元素铕的外层电子结构为4f⁷6s²，表明铕离子的化合价除了正常的+3价外，还存在+2价形式。目前，已合成并报道了许多具有特殊性能的纯的三价铕化合物和以微量二价铕掺杂的化合物，而对纯的二价铕化合物研究相对较少。相比于三价铕化合物，二价铕化合物在荧光和磁性半导体材料更具优势。由于二价和三价铕之间的标准氧化还原电势(E⁰_{Eu(III)/Eu(II)})为-0.35V，相对较低，导致二价铕化合物易被空气中的氧气氧化或被水溶液中的氢离子氧化。因此，稳定的二价铕化合物很难合成。已报道的合成二价铕化合物的方法主要为常规的化学法，包括高温高压还原法、还原剂还原法和电化学还原法。高温高压还原法主要通过在高温高压环境下，通过分解其它化合物原位产生还原物种，将三价铕还原成二价铕，制备二价铕化合物，但反应过程需要高温高压密封体系，存在较高的风险，且对反应装置要求高。还原剂还原法是通过额外向反应体系加入一定量的还原剂，实现三价铕转化为二价铕，合成二价铕化合物。通常使用的还原剂有锌粉、锌汞齐和钠汞齐等，这些还原剂操作危险，有毒有害，且后续处理过程繁琐。电化学还原法是通过外加电压在电极表面产生活性电子，促使三价铕得到电子还原成二价铕，获得二价铕化合物，但整个过程对反应装置要求高，且生产能力弱，生产成本也高，很难实现规模化的工业生产。因此，高效绿色极低成本制备二价铕化合物的方法仍亟待需求。

与本发明相关的现有技术主要为常规化学法合成二价铕化合物，包括高温高压还原法、还原剂还原法和电化学还原法。常规化学法通常借助外界的苛刻条件，营造还原性体系，实现将三价铕化合物还原成二价铕化合物。然而，现有制备二价铕化合物的技术需要高温高压的密封体系，使用有毒有害的有机溶剂和还原剂，存在较高的风险，且生产能力弱，导致生产成本高，很难实现工业化批量生产。已报道的技术存在许多缺点，包括无水无氧体系、高温高压体系、有毒有害的反应溶剂和还原剂、弱的生产能力等，导致二价铕化合物的生产成本高、合成过程存在高风险和反应路径不环保等。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高效绿色的二价铕化合物的制备方法。

本发明的一个目的是提供一种二价铕化合物的制备方法，包括如下步骤：保护气氛下，对三价铕化合物的有机溶液进行电离辐射，得到所述二价铕化合物。

在本发明的一个实施例中，所述三价铕化合物的有机溶液中的有机溶剂为乙醇。二价铕不溶于乙醇，反应后可以析出，安全绿色。

在本发明的一个实施例中，所述三价铕化合物为三氯化铕、硝酸铕和醋酸铕中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述电离辐射的辐射源为电子束、伽玛射线和X-射线中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述电离辐射的照射剂量为10-1000kGy；电离辐射的照射时间为27min-17h。

在本发明的一个实施例中，所述保护气氛中的气体为氮气和/或氩气。

在本发明的一个实施例中，还包括对照射后产生的结晶化合物进行洗涤、干燥，得到所述的二价铕化合物。

在本发明的一个实施例中，所述洗涤为用乙醇洗涤2-3次。