硝酸铽

【背景及概况】^[1][3]

稀土化合物的纯度直接决定材料的特殊性能，不同洁净度的稀土材料可以制备出不同性能要求的陶瓷材料、荧光材料、电子材料等。目前，随着稀土提炼技术的发展，洁净稀土化合物呈现出良好的市场前景，高性能稀土材料的制备对洁净稀土化合物提出了更高要求。

硝酸铽英文名称为terbium(3+)，trinitrate，pentahydrate，CAS号为57584-27-7，分子式为H₁₀N₃O₁₄Tb，分子量：435.01600；PSA：252.79000；LogP：0.53080。熔点89.3ºC。如果吸入，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。对保护施救者的忠告如下：将患者转移到安全的场所，咨询医生，如果条件允许请出示此化学品安全技术说明书给到现场的医生看。若泄露，小量泄漏尽可能将泄漏液体收集在可密闭的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并转移至安全场所，禁止冲入下水道；若大量泄漏，构筑围堤或挖坑收容，封闭排水管道，用泡沫覆盖，抑制蒸发，用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

【特性】^[2]

硝酸铽为无色单斜系晶体。熔点893℃，过高温度分解。能溶于水、乙醇、丙酮和酯类中。可被磷酸三丁酯萃入有机溶剂相中。其无水盐易溶于无水胺、腈和其他极性有机溶剂中。

【生产工艺】 ^[2]

将金属铽溶于硝酸，或由Tb(OH)₃与硝酸反应，从水溶液中可结晶出其水合物。由Tb₂O₃与液态N₂O₄反应可得无水物。

【应用】^[2][3]

硝酸铽曾用于稀土元素的分级结晶分离工作中，还可用于制备稀土元素配合物等。应用举例如下：

1. 硝酸铽与1，1，1′，1′-四(吡啶-2-羧酸酯基)联三甲基丙烷配合物：稀土离子具有独特的电子结构和成键特征， 配位数高且多变，因而稀土配合物能表现出独特的光、电、磁性质。目前， 设计和合成含有稀土离子的功能配合物作为发光分子器件和荧光探针是配位化学和超分子化学等研究领域的热点课题。一种新颖的四足配体1，1，1′，1′-四(吡啶-2-羧酸酯基)联三甲基丙烷(L)及其Tb的配合物。元素分析结果表明配体与稀土离子形成1∶1型配合物；由配合物的红外光谱推测在配合物中配体L4条侧链上的吡啶羧酸酯端基同时以吡啶氮原子和羰基氧原子与Tb3+配位，骨架醚氧原子未参与配位，部分硝酸根离子以双齿形式与Tb3+结合；摩尔电导和热分析结果表明，配合物的组成为[Tb L(NO3)](NO3)2·2H2O；在紫外光激发下，配合物发出较强的Tb3+特征荧光；配合物中Tb3+5D4能级的荧光寿命较长。

2. 一种氧化铽组装碳纳 米管复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1）氧化铽溶于浓硝酸中，制备硝酸铽晶体，室温下，硝酸铽晶体与浓硝酸混合，加入碳纳米管，超声分散，在120～140℃的油浴中回流3～8小时，当被回流的混合物温度降到室温时，用浓度为15～70mol/l的碱溶液进行滴定，至溶液的pH值为8～10，滤膜过滤，滤出物用去离子水多次洗涤后，进一步在 60～100℃下干燥5～12小时，获得氢氧化铽组装的碳纳米管；

2）将步骤1）获得的氢氧化铽组装的碳纳米管在惰性气氛中，从室温升至250℃，在250℃保持1～2小时后，再升温至400～700℃，保持0.5～3 小时，在惰性气氛下冷却至室温，即为三氧化二铽组装的碳纳米管复合材料。

其中所述的硝酸铽晶体与浓硝酸在400～800转/分钟的转速下搅拌混合；所述的碱溶液包括氨水、氢氧化钠、氢氧化钾等可溶性碱中的一种或其混合物；所述的碱溶液优选氨水；所述的碳纳米管的平均管径为20～40nm的多壁碳纳米管；所述的硝酸铽晶体的摩尔数与浓硝酸的体积比为：1～3mol/L；所述的硝酸铽晶体与碳纳米管的质量比为：2～4∶1；所用的滤膜滤孔直径范围是0.4～1.2μm；所述的惰性气氛为氮气，氩气或氖气中的一种或几种，惰性气体的流量为 0.5～5升/分钟，升温速度为3～10℃/分钟。

【参考文献】

[1]申泮文，王积涛 主编.化合物词典.上海：上海辞书出版社.2002.

[2] 蒋维, 唐瑜,徐丽,等. 硝酸铽与 1，1，1′，1′-四(吡啶-2-羧酸酯基)联三甲基丙烷配合物的合成、表征及荧光性质[J]. 無機化學學報, 2006,22(9):1690-1694.

[3] 曹慧群；朱美芳；李耀刚.一种氧化铽组装碳纳米管复合材料的制备方法. CN200510025140.5，申请日2005-04-1