Phương pháp kết tủa trong dung môi hữu cơ được sử dụng rộng rãi để điều chế vật liệu nano, ưu điểm của phương pháp này là sản phẩm đồng nhất dễ dàng cho các ứng dụng, đặc biệt là ứng dụng y sinh. Đặc điểm chung của phương pháp này là phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao (trên 1000C). Các chất hữu cơ sử dụng làm dung môi thường đồng thời là chất hoạt động bề mặt, vì vậy phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn:
- Giai đoạn tạo phức: Là sự tạo phức của ion kim loại với phân tử dung môi, các phân tử dung môi này thường chứa các nhóm chức –OH, -COOH, -NH2 hoặc các nhóm chức khác có thể tạo phức với ion kim loại.
−,- Giai− đoạn tạo kết tủa: Là giai đoạn các tác nhân kết tủa như (X là các gốc axit như florua, photphat, sunfat..) thay thế liên kết của
phức chất tạo kết tủa.
Một số vật liệu tiêu biểu chứa nguyên tố đất hiếm được điều chế bằng phương pháp này được Krishna Kattel cùng cộng sự công bố trong công trình [49], ở đây Ln2O3 (Ln = Eu, Gd, Dy, Ho và Er) được điều chế từ tiền chất là các muối GdCl3.xH2O, Dy(NO3)3.5H2O, Er(NO3)3.5H2O, Eu(NO3)3.5H2O, Ho(NO)3.5H2O, chất tạo bọt là H2O2 và NaOH được sử dụng ở dạng viên rắn. Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ từ 70 – 1000C trong hai giờ, sản phẩm thu được là các hạt nano oxit đất hiếm có kích thước 2 – 3 nm, đây là kích thước lý tưởng cho ứng dụng tương phản quang trong MRI. Vật liệu LnPO4 (Ln = La, Y, Eu, Tb và Ho) có các hình thái khác nhau (đa diện và dây) đã được tổng hợp từ Ln(NO3)3 tương ứng hoặc hydroxit
trong hỗn hợp axit oleic/oleylamine/octadecene ở 180 °C [75]. Trong nghiên cứu của mình, các tác giả Mai H-X, Zhang Y-W và nhóm nghiên cứu đã phát hiện sự liên hệ giữa kích thước và hình dạng của hạt phụ thuộc vào bản chất của cation đất hiếm và tỷ lệ axit oleic/oleylamine. Ngoài ra, chấm lượng tử LaPO4:Eu2+ có kích thước 3,5 nm cũng đã được tổng hợp ở 240 °C từ muối clorua tương ứng và Na3PO4
trong hỗn hợp axit oleic/octadecene [61].
Cho đến nay, phần lớn các cấu trúc nano chứa nguyên tố đất hiếm đã được điều chế theo phương pháp kết tủa trong dung môi hữu cơ và dung môi nước, kết quả được thống kê trong bảng 1.1 [31].
Bảng 1.1. Thống kê điều kiện điều chế một số vật liệu nano của nguyên tố đất hiếm [31].
Vật liệu Dung môi
LiYF4:Nd3+ 1-Octadecene
α-NaHoF4 1-Octadecene
NaYF4:Yb3+,Er3+, Tm3+ 1-Octadecene
GdPO4 Butylene glycol
YF3 Ethylene glycol
Ca5(PO4)3)(OH):Eu3+ Water
ZnGa2O4:Eu3+, Cr3+ Ethylenediamine
NaGdF4 Water
BaGdF5 Water
REF3 Nước/Etanol
BiPO4:Eu3+ Ethylen glycol/glycerol
YVO4:Eu3+:Bi3+ Ethylen glycol/nước
BaGdF5:Yb3+, Er3+ Ethylen glycol
GdF3 Diethylen glycol