Phương phỏp đồng kết tủa là phương phỏp kết tủa những hợp chất cú nhiều hơn một cation. Đõy là một trong những phương phỏp truyền thống để chế tạo cỏc hạt nano oxit kim loại. Cỏc quỏ trỡnh này bao gồm sự hũa tan của muối tiền chất, thường là clorua hoặc nitrat của cỏc cation kim loại. Chẳng hạn, Y(NO3)3 để tạo Y2O3, ZrCl4, để tạo ra ZrO2…khi thờm vào một dung dịch bazơ như NaOH hoặc amoniac, dung dịch muối cacbonat hay oxalat. Kết tủa được lọc, rửa, sấy khụ và nung để nhận được bột oxit kim loại. Đõy là phương phỏp rất hữu dụng để chế tạo hỗn hợp cỏc oxit bởi sự đồng kết tủa của cỏc hydroxit, cacbonat, oxalat… tương ứng trong một dung dịch. Để chế tạo cỏc vật liệu gốc sunphua, muối chứa cation
kim loại được phản ứng với muối sunphua hoặc H2S. Trong khi đú để chế tạo vật
liệu gốc florua thỡ muối chứa cation kim loại được cho phản ứng với muối florua như NaF, NH4F… Sau đú, kết tủa thường ủ nhiệt để tạo ra tinh thể vật liệu như mong muốn.
Phản ứng tạo kết tủa phụ thuộc vào tớch số tan, khả năng tạo phức giữa cỏc ion kim loại và ion tạo kết tủa, pH của dung dịch… thờm vào đú tốc độ kết tủa của cỏc hợp chất này cũng ảnh hưởng đến tớnh đồng nhất của hệ. Tớnh đồng nhất của vật liệu cần chế tạo phụ thuộc vào tớnh đồng nhất của kết tủa từ dung dịch. Như vậy muốn cỏc ion kết tủa đồng thời thỡ chỳng phải cú tớch số hũa tan xấp xỉ nhau và tốc độ kết tủa gần giống nhau. Để cỏc cation cựng kết tủa, phải thực hiện cỏc biện phỏp khắc nghiệt như: thay thế một phần nước bằng dung mụi hữu cơ, làm lạnh sõu để tỏch nước ra khỏi hệ… Thờm vào đú, quỏ trỡnh rửa kết tủa cú thể kộo theo một cấu tử nào đú làm cho vật liệu thu được khỏc với thành phần mong muốn.
18
Karbowiak đó chế tạo KGdF4:Eu3+ từ phản ứng GdCl3 (EuCl3) với KF. Sau đú kết tủa được già húa từ 4-10 ngày. Với cỏch chế tạo này hạt nano cú kớch thước vào khoảng 19 nm [14]. Để nhận được cường độ huỳnh quang cao hơn thỡ kết tủa sau đú được nung ở cỏc nhiệt độ 300 - 790°C trong mụi trường Ar + 10% SF6. Yi et al lần đầu tiờn bỏo cỏo phương phỏp đồng kết tủa để tổng hợp vật liệu nano chuyển đổi ngược NaYF4:Er3+,Yb3+ với sự hỗ trợ của ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA). Trong thớ nghiệm này, Yi et al đó phun nhanh dung dịch RE-EDTA vào dung dịch NaF, khuấy mạnh. Điều này dẫn đến sự hỡnh thành của α-NaYF4:Er3+,Yb3+, UCNPs thụng qua một quỏ trỡnh tạo mầm đồng nhất. Kớch thước của UCNPs kết quả cú thể được điều khiển trong khoảng từ 37 đến 166 nm bằng cỏch thay đổi tỷ lệ
EDTA/RE3+ khi chưa cú EDTA kớch thước hạt là 166 nm, với sự cú mặt của EDTA
kớch thước hạt nhỏ nhất là 37 nm khi tỷ lệ EDTA/RE3+ là 1. Kết tủa nhận được cú cường độ huỳnh quang chuyển đổi ngược yếu, do đú nhúm tỏc giả đó tiến hành xử lý nhiệt ở 400-700°C trong 5 giờ để làm tăng cường độ huỳnh quang. Kết quả nhận được là cường độ huỳnh quang của UCNPs tăng lờn đến 40 lần khi mẫu được nung ở 600°C [25].
Điểm khụng thuận lợi của phương phỏp đồng kết tủa là khú điều khiển kớch thước và sự phõn bố kớch thước hạt. Quỏ trỡnh kết tủa nhanh thường dẫn đến kớch thước hạt lớn. Mặt khỏc mẫu sau khi chế tạo thường phải xử lý nhiệt ở nhiờt độ cao. Nếu khống chế tốt cỏc điều kiện, phương phỏp đồng kết tủa cho ta kớch thước hạt cỡ vài chục nm.