1.一种具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料,其特征在于:包括二氧化硅、稀土络合物和二氧化钛,所述二氧化硅为核心,所述稀土络合物包裹在所述二氧化硅的外表面上形成第一层壳,所述二氧化钛包裹在所述稀土络合物的外表面上形成第二层壳;
所述杂化材料中二氧化硅、稀土络合物、二氧化钛的质量比为1:0.3:0.6-2:0.1:1.7,所述稀土络合物是稀土化合物在有机配体中形成的,所述有机配体包括第一配体和第二配体,所述稀土化合物、所述第一配体和所述第二配体的摩尔比为1:1:1-1:3:1,所述第一配体为2-噻吩甲酰三氟丙酮、二苯甲酰甲烷中的任意一种或两种,所述第二配体为1,10-菲罗啉、乙酰丙酮中的任意一种或两种。
2.根据权利要求1所述的具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料,其特征在于:所述二氧化硅的粒径大小为120-140nm,所述第一层壳的厚度为4-6nm,所述第二层壳的厚度为10-20nm。
3.根据权利要求1所述的具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料,其特征在于:所述稀土络合物中的稀土元素为铕、铽、钕、钐、钆中的任意一种。
4.一种根据权利要求1-3中任意一项所述的具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)取稀土氧化物,添加强酸,搅拌,至溶解,加热,使晶体析出,至基本无液体,干燥,溶于有机溶剂中,制成浓度为0.08-0.12mol/L的稀土盐溶液;
2)取第一配体和第二配体,均添加有机溶剂分别制成第一配体溶液和第二配体溶液,第一配体溶液中第一配体的浓度为0.1-0.3mol/L,第二配体溶液中第二配体的浓度也为
0.1-0.3mol/L;
3)取二氧化硅,溶于有机溶剂中,制成二氧化硅溶液,二氧化硅在二氧化硅溶液中的质量浓度为3×10-3-5×10-3g/mL;
4)取步骤3)所得的二氧化硅溶液,加入步骤2)所得的第二配体溶液,搅拌20-40min,然后加入步骤2)所得的第一配体溶液和步骤1)所得的稀土盐溶液中,稀土盐、第一配体和第二配体的摩尔比为1:1:1-1:3:1,搅拌5-7h,洗涤,干燥,得初产物,初产物中二氧化硅和稀土络合物的质量比为1:0.3-2:0.1;
5)将步骤4)所得的初产物,溶于有机溶剂中,制成第一溶液,初产物在第一溶液中的质量浓度为3.1×10-3-5.6×10-3g/mL;
6)在步骤5)所得的第一溶液中添加羟丙基纤维素和溶剂,羟丙基纤维素的添加量为初产物质量的4-6倍,溶剂的添加量为第一溶液体积的4-6倍,搅拌20-40min,得第二混合液;
7)取钛酸四丁酯为钛源,添加有机溶剂,制成钛酸四丁酯溶液,钛酸四丁酯与有机溶剂的体积比为1:8-3:8;
8)将步骤7)所得的钛酸四丁酯溶液添加到步骤6)所得的第二混合液中,钛酸四丁酯溶液与第二混合液的体积比为1:5-3:5,于80-90℃下,搅拌80-120min,洗涤,干燥,得杂化材料。
5.根据权利要求4所述的具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料的制备方法,其特征在于,所述二氧化硅微球的制备方法为:取正硅酸乙酯,添加氨水和去离子水,再添加无水乙醇或甲醇,氨水、去离子水、无水乙醇或甲醇的添加量分别为正硅酸乙酯用量的4.5-5.5倍、1.8-1.2倍和40-60倍,搅拌4-8h,洗涤,于55-65℃下烘干,得二氧化硅微球。
6.根据权利要求4所述的具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中,强酸为浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸中的任意一种或几种,所述有机溶剂为无水乙醇、甲醇中的任意一种或两种。
7.根据权利要求4所述的具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中,加热采用的是油浴加热,油浴温度是40-60℃,干燥是在40-50℃的烘箱中完成的。
8.根据权利要求4所述的具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料的制备方法,其特征在于:所述步骤4)中,第二次的搅拌是在采用磁力搅拌器在室温下完成的,搅拌速度为500-
800r/min。
9.根据权利要求4所述的具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料的制备方法,其特征在于:所述步骤4)中,第一次的搅拌是在超声搅拌并在室温下完成,干燥温度为70-90℃。
10.根据权利要求4所述的具有核壳结构的二氧化硅-稀土-二氧化钛杂化材料的制备方法,其特征在于:所述步骤6)中,搅拌是在30-40℃下完成的。