醋酸镥

【背景及概况】^[1][2]

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。中国占世界稀土资源的 43%，是一个名符其实的稀土资源大国。近年国内有开发稀土资源用于处理印染污水的研究，可将羧甲基壳聚糖与稀土联合使用处理印染污水。稀土元素属于典型的活泼金属，它们的金属活性仅次于碱金属和碱土金属元素，具有独特的物理化学性质和过渡金属的特性。稀土离子与钙离子的离子半径和化学性能比较接近。因此，在生物体内它被认为可能占据或取代钙的位置，影响钙的转运和生理功能，尤其是是铜离子，常被用作钙措抗剂、钙通道阻断剂、钙敏感受体的激动剂或检测钙离子结合部位的探针。但稀土离子又与铝离子和三价铁离子相似，同为高价硬酸离子。所以，稀土离子有可能与转铁蛋白结合，通过转铁蛋白受体机制转运进入细胞。稀土元素与磯酸盐也有很强的亲和力，可起非特异性磯酸酶作用。稀土元素还可与生物体内多种组织成分，如氨基酸、蛋白质、糖、维生素、含氧酸、辅酶等相互作用，从而导致细胞内一系列生理、生化的变化。

醋酸镥化学式C₆H₁₁LuO₇。分子量370.11400。白色结晶，沸点117.1ºC at 760 mmHg，闪点40ºC。logP -0.02290，PSA88.13000

【制备】^[1]

氧化镥（III）10g加至500mL 50%醋酸水溶液中，用蒸气浴加热使溶。有时氧化镥（III）需用蒸气浴加热一周，才能完全溶解。若加热一周后仍有少量氧化镥（III）未能溶解，则需过滤。将清亮溶液放在75℃水浴上加热以蒸去大部分溶剂。冷却，晶体析出，滤集晶体，将其移入玻璃皿中，放在置有粒状氢氧化钠及高氯酸镁的真空保干器中进行干燥，所得产物为水合物。将水合物晶体置于真空干燥枪（阿布得哈顿干燥器）中，于75℃减压（抽真空）干燥至恒重，得到无水醋酸镥（III）。

【应用】^[3][4]

醋酸镥可制备合成材料等。应用举例如下：

1. 一种稀土离子掺杂的LuI₃微晶玻璃，其摩尔百分比组成如下：二氧化硅80～93mol％、LuI₃6.5～16mol％、LnI₃0.5～4mol％，其中LnI₃为 YbI₃、ErI₃、TmI₃和HoI₃中的至少一种。该微晶玻璃摩尔百分比组成为：二氧化硅80mol％、LuI₃16mol％、ErI₃0.1mol、TmI₃0.1mol％、 YbI₃3.8mol％。该微晶玻璃摩尔百分比组成为：二氧化硅81mol％、LuI₃15mol％、ErI₃0.5mol％、YbI₃3.5 mol％。

该微晶玻璃摩尔百分比组成为：二氧化硅83mol％、LuI314mol％、TmI30.2mol％、YbI32.8 mol％。所述的稀土离子掺杂的LuI3微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：

1）按摩尔百分比组成二氧化硅80～93mol％、LuI₃6.5～16mol％、LnI₃0.5～4mol％，其中LnI₃ 为YbI₃、ErI₃、TmI₃和HoI₃中的至少一种；称取醋酸镥及醋酸镱、醋酸铒、醋酸铥和醋酸钬中的至少一种，其中醋酸镥的份量按摩尔百分比组成中LuI3的摩尔百分含量称取，醋酸镱、醋酸铒、醋酸铥和醋酸钬中的至少一种的份量分别按上述相同的摩尔百分比组成中LnI3的摩尔百分含量称取，并将上述醋酸盐溶于去离子水中形成醋酸盐溶液，在醋酸盐溶液中加入三碘乙酸得到透明的混合溶液，其中三碘乙酸与醋酸盐溶液中金属离子总和的摩尔比为3∶1；

2）按与步骤1）相同的摩尔百分比组成中二氧化硅的摩尔百分含量称取正硅酸乙酯溶于乙醇中，得到正硅酸乙酯溶液，然后将步骤1）制得的混合溶液与正硅酸乙酯溶液混合后搅 拌1小时，再用稀硝酸调节其PH值至5，得到前驱液；

3）将步骤2）得到的前驱液室温陈化3周后置于烘箱，升温至150℃干燥7天，得到透 明的干凝胶；

4）将步骤3）得到的干凝胶置于氮气精密退火炉中，在650～670℃的温度下热处理 10小时，然后再以10℃/小时的速率降温至50℃，关闭精密退火炉电源，自动降温至室温，得到透明的稀土离子掺杂的LuI3微晶玻璃。

2. 一种单分散高质量稀土氧化物超薄纳米片的制备方法，包括如下步骤：

1）将矿化剂和稀土醋酸盐按质量比0～6:1加入到无水乙醇中，室温磁力搅拌至完全溶解，得到澄清溶液；

2）在步骤1）溶液中，加入与稀土醋酸盐的质量比分别为2～18:1、1.2～40:1、 0～20:1的油酸、油胺和1‑十八烯，磁力搅拌混合，加热至70～80℃，除去无水乙醇；

3）通入N2气体，继续加热步骤2）的溶液至120℃，除去其中的水分；

4）在磁力搅拌和N2的保护下，迅速加热步骤3）溶液至310～360℃，并保温30～90分钟，反应结束后，将反应产物自然冷却至室温；

5）用无水乙醇洗涤步骤4）的反应产物，离心分离得到滤饼，再次用无水乙醇洗涤滤饼，经离心处理后将滤饼均匀分散在正己烷中，制得片状稀土氧化物纳米材料。

所述的稀土醋酸盐为醋酸镧、醋酸铈、醋酸镨、醋酸钕、醋酸钐、醋酸铕、醋酸钆、醋酸镝、醋酸钬、醋酸铒、醋酸铥、醋酸镱、醋酸镥或醋酸钇中的一种；所述的矿化剂为硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂或焦磷酸钠；所述的单分散稀土氧化物超薄纳米片厚度为1～2nm，粒径为12～55nm，形貌呈三角形、正方形、星形或圆形。本发明以稀土醋酸盐如醋酸镥为前驱物，通过加入矿化剂，可方便地制备多种形貌的单分散稀土氧化物纳米片，厚度为1～2nm。通过控制表面活性剂油酸、油胺和1‑十八烯溶剂的比例、热分解温度和时间、矿化剂种类和数量，可以实现对稀土氧化物纳米片形貌、粒径、结晶度的有效调控。

【参考文献】

[1] http://baike.molbase.cn/cidian/44890

[2] 申泮文，王积涛 主编.化合物词典.上海：上海辞书出版社.2002.

[3] 欧阳绍业;张约品;张为欢;张志雄;王倩. 一种稀土离子掺杂的LuI3微晶玻璃及其制备方法. CN201510853311.7，申请日2015-11-27

[4] 王殿元.一种单分散稀土氧化物超薄纳米片的制备方法. CN201210511089.9  ，申请日2012-12-04