CN108264079B - 含氢稀土卤化物、其制备方法及应用 - Google Patents

含氢稀土卤化物、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含氢稀土卤化物、其制备方法及应用。该含氢稀土卤化物包括通式为REXa‑bHb的化合物及不可避免的杂质，a＝2或3，0.000005≤b≤0.0001，RE为稀土元素，X为卤素。该含氢稀土卤化物水氧含量极低。通过以稀土氢化物为原料与卤化铵反应，产物中无水，且稀土氢化物中氧化物杂质较少，即使有少量氧化物其与卤化铵反应同样生成稀土卤化物，既减少了原料本身氧化物过高导致杂质含量高的问题，也避免了氧化物杂质反应不完全或脱水过程中导致水含量过高的问题。本发明的含氢稀土卤化物氧含量极低，且其中少量的氢元素有助于减少使用过程中稀土卤化物的氧化，更易于批量生产，具有较好的工业化应用前景。

Description

含氢稀土卤化物、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及无机闪烁材料领用，具体而言，涉及一种含氢稀土卤化物、其制备方法及应用。
背景技术
无水稀土卤化物在闪烁材料、有机合成催化剂等领域有非常广泛的应用。尤其是近几年以来，稀土卤化物闪烁晶体以其优异的性能，引起了人们极大的关注。但是受制于高纯原料的价格，稀土卤化物闪烁晶体迟迟不能实现产业化，因此有必要发展大批量、低成本的高纯无水稀土卤化物制备方法。同时，稀土卤化物易吸潮、氧化的特性，增加了这类闪烁材料的开发难度。
现有的高纯稀土卤化物的制备方法，通常有两类：一类是以高纯稀土金属(稀土金属含量≥99.9wt％)与卤素单质直接化合得到(金属卤化法)；另一类采用卤化铵与稀土氧化物直接反应，或者在卤化铵保护下对水合稀土卤化物进行脱水，制备无水稀土卤化物。
在实际操作中，由于稀土金属性质活泼，通常含有较多的氧化物杂质，这就导致通过高纯稀土金属与卤素单质直接化合得到的稀土卤化物中的氧化物杂质含量难以控制，难以满足闪烁晶体领域对卤化物纯度的要求。
而卤化铵与稀土氧化物直接反应，或者在卤化铵保护下对水合稀土卤化物进行脱水，则存在氧化物难以反应完全，或稀土卤化物脱水过程中易于水解等问题。因而，产品中氧化物杂质含量同样难以控制，不能满足闪烁晶体领域的使用要求。
因此，寻找一种高效而低成本的高纯无水卤化物制备方法，对卤化物闪烁材料的发展和应用至关重要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种含氢稀土卤化物、其制备方法及应用，以解决现有技术中难以获得高纯无水稀土卤化物的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种含氢稀土卤化物，包括通式为REXa-bHb的化合物及不可避免的杂质，a＝2或3，0.00005≤b≤0.0001，RE为稀土，X为卤素。
进一步地，0.00001≤b≤0.00005。
进一步地，不可避免的杂质包括水及氧元素，其中，水含量≤20ppm，氧元素的含量≤100ppm。
进一步地，通式为如下任意一种：LaCl3-bHb、CeCl3-bHb、La0.95Ce0.05Cl3-bHb、PrCl3- bHb、NdCl3-bHb、SmCl3-bHb、EuCl3-bHb、GdCl3-bHb、TbCl3-bHb、DyCl3-bHb、HoCl3-bHb、ErCl3-bHb、TmCl3-bHb、YbCl3-bHb、LuCl3-bHb、ScCl3-bHb、YCl3-bHb、LaBr3-bHb、CeBr3-bHb、La0.95Ce0.05Br3-bHb、PrBr3-bHb、NdBr3-bHb、SmBr3-bHb、EuBr2-bHb、GdBr3-bHb、TbBr3-bHb、DyBr3-bHb、HoBr3-bHb、ErBr3- bHb、TmBr3-bHb、YbBr3-bHb、LuBr3-bHb、ScBr3-bHb、YBr33-bHb、LaI3-bHb、CeI3-bHb、PrI3-bHb、NdI3-bHb、SmI3-bHb、EuI3-bHb、GdI3-bHb、Gd0.9Ce0.1I3-bHb、TbI3-bHb、DyI3-bHb、HoI3-bHb、ErI3-bHb、TmI3-bHb、YbI2-bHb、LuI3-bHb、Lu0.9Ce0.1I3-bHb、ScI3-bHb和Y0.9Ce0.1I3-bHb。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种含氢稀土卤化物的制备方法，该制备方法包括：将稀土氢化物与卤化铵混合，得到混合物；将混合物进行加热反应，得到含氢稀土卤化物。
进一步地，稀土氢化物为纯度≥99.9％的稀土氢化物；优选稀土氢化物的通式为REHc，RE为稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y以及Sc中的一种或两种，1≤b≤3。
进一步地，稀土氢化物为粉体，优选粉体的粒径≤500μm；更优选，卤化铵为粉体。
进一步地，稀土氢化物与卤化铵按照摩尔比为1:(3～10)的比例混合，得到混合物；优选地，在惰性气体气氛下，将稀土氢化物与卤化铵进行混合，得到混合物。
进一步地，在惰性气体气氛下，将混合物进行加热反应，得到含氢稀土卤化物。
进一步地，加热反应包括：将混合物在200～400℃反应0.5～24h，得到中间产物；将中间产物加热至400～1000℃并保温反应0.5～24h，得到含氢稀土卤化物。
根据本发明的另一方面，提供了一种含氢稀土卤化物，含氢稀土卤化物采用上述任一种方法制备而成。
根据本发明的另一方面，提供了一种闪烁材料或催化材料，包括稀土卤化物，该稀土卤化物为上述任一种含氢稀土卤化物。
应用本发明的技术方案，本发明的含氢稀土卤化物中含有一定量的氢元素，受热后释放出氢气，可以提供良好的还原性气氛，能够有效减少在应用过程中稀土卤化物的氧化。
此外，本发明的含氢稀土卤化物通过采用稀土氢化物为原料，其与卤化铵反应后产物中无水，且稀土氢化物中氧化物杂质较少，即使有少量氧化物其与卤化铵反应同样生成稀土卤化物，因而既减少了原料本身氧化物过高导致杂质含量高的问题，也避免了氧化物杂质反应不完全或脱水过程中导致水含量过高的问题。
相比于以高纯金属和高纯卤素单质为原料直接化合反应制备无水金属卤化物的金属卤化法，本发明通过采用稀土金属氢化物和卤化铵为原料进行反应制备稀土卤化铵，能够得到氧含量极低的目标产物，也更易于大批量生产，具有较好的工业化应用前景。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
需要说明的是，本申请中的纯度是指质量含量，比如，纯度≥99.9％的稀土氢化物，是指稀土氢化物除气体杂质以外(即可能包含某些不可避免的非气体杂质)的质量含量≥99.9％。其他物质的纯度涵义同样理解为质量百分含量。
杂质含量以ppm计，1ppm指质量的百万分之一，是指稀土卤化物中杂质的质量含量小于等于总质量的百万分之几。如O含量≤100ppm，是指稀土卤化物中O元素的质量含量小于等于百万分之一百。
如背景技术所提到的，现有技术中所获得的稀土卤化物中含氧和含水杂质相对较高，因而限制了稀土卤化物的应用。为了提高稀土卤化物的纯度，降低杂质含量，发明人进行了大量研究和试验，最初采用以下方案：通过稀土金属与NH4X(X＝Cl、Br、I)在惰性气体气氛下反应，得到无水稀土卤化物。发现该方法的优点在于：稀土金属中的氧化物杂质可以与NH4X反应而除去，易于得到低氧含量的高纯产品。但缺点在于：产物物相均一性较差。以LaBr3的制备为例，将La金属屑与NH4Br按照1:6的化学计量比(摩尔比)混合后在氩气气氛下逐渐升温至800℃后，得到卤化物产品。对产物进行测试后发现其中含量较多的LaBr、LaBr2成分。
为了进一步使产物的物相均一，通过氢***碎、脱氢后得到粒径较细的稀土金属粉末。通过稀土金属粉末与NH4X(X＝Cl、Br、I)混合后在惰性气体气氛下反应，可以得到价态单一的高纯稀土卤化物。为了进一步简化工艺，将稀土氢化物粉末不经过脱氢直接与NH4X进行反应，同样能够制得高纯的含氢稀土卤化物产品。
在上述方案实施过程中发现，通过该工艺制备的含氢稀土卤化物中含有少量的氢元素，氢元素以卤氢化物的形式存在。这也是上述工艺制备的卤化物应用层面的一个优势：含氢卤化物受热后释放出氢气，能够提供良好的还原性气氛，从而有效减少在应用过程中稀土卤化物的氧化。
基于上述研究结果，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种含氢稀土卤化物的制备方法，该制备方法包括：将稀土氢化物与卤化铵混合，得到混合物；将混合物进行加热反应，得到含氢稀土卤化物。
与现有的金属卤化法相比，本申请的上述制备方法采用稀土氢化物作为制备稀土卤化物的原料，且稀土氢化物中氧化物杂质较少，即使有少量氧化物其与卤化铵反应同样生成稀土卤化物，因而减少了原料本身氧化物过高导致杂质含量高的问题。与致密的稀土金属单质相比，稀土氢化物更容易被破碎成粒径较小的粉体，因而在与卤化物反应过程中能够反应更彻底，因而所得稀土卤化物的纯度也更高。与现有的卤化铵法相比较，该反应过程不涉及水、氧，因而更容易得到无水无氧的产品。
本申请的制备方法相比于常用的金属卤化法(以高纯金属和高纯卤素单质为原料直接化合反应制备无水金属卤化物)，本发明的方法更简单，且能够得到极低氧含量的产物，也更易于大批量生产，具有较好的工业化应用前景。
从降低产物中杂质含量角度考虑，原料稀土氢化物中的杂质含量越低越好。而稀土氢化物的种类，只要现有技术中存在氢化物或者能够通过制备得到氢化物的稀土种类均在本申请的保护范围内。在一种优选的实施例中，上述稀土氢化物为纯度≥99.9％的稀土氢化物；优选稀土氢化物的通式为REHc，RE为稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y以及Sc中的一种或两种，1≤b≤3。
为了尽可能降低产物中的杂质含量，本申请对制备方法的原料进行了各种优化实验，发现稀土氢化物的粒度对于产物的纯度也具有一定的影响。当稀土氢化物的粒度在500μm以下时，反应进行得较充分，产品氧含量较低，且EDTA测试产物中稀土元素含量符合目标产物中含量的理论值。因而，在本申请一种优选的实施例中，稀土氢化物为粉体，更优选粉体的粒径≤500μm；进一步优选地，卤化铵为粉体。从反应角度看，粉体，尤其是粒径在500μm以下的粉体之间混合更均匀，进而反应更彻底，相应地，杂质含量也相对更低。
上述制备方法中，稀土氢化物与卤化铵的反应比例可以根据实验条件进行优化选择，在本申请一优选实施例中，上述稀土氢化物与卤化铵按照摩尔比为1:(3～10)的比例混合，得到混合物。将两种原料的摩尔比控制在上述范围内，以得到价态单一的高纯含氢稀土卤化物。
为了尽可能地避免反应原料与水气或氧接触而引入杂质，本申请的上述制备方法中的所有操作最好在无氧无水的环境下进行。在一种优选的实施例中，在惰性气体气氛下，将稀土氢化物与卤化铵进行混合，得到混合物。在另一种优选的实施例中，在惰性气体气氛下，将混合物进行加热反应，得到上述含氢稀土卤化物。
上述加热反应步骤中加热的温度及时间可以根据产物性能进行优化选择。在本申请一优选的实施例中，上述加热反应包括：将混合物在200～400℃反应0.5～24h，得到中间产物；将中间产物加热至400～1000℃反应0.5～24h，得到稀土卤化物。通过先在200～400℃反应0.5～24h得到稀土卤化物与卤化铵的混合物，再继续升温至400～1000℃，保温反应0.5～24h，使卤化物挥发从而脱除过量的卤化铵，得到高纯的含氢稀土卤化物。
在本申请另一种典型的实施方式中，还提供了一种含氢稀土卤化物，该稀土卤化物采用上述任一种方法制备而成。上述方法制备的含氢稀土卤化物纯度高，含氢稀土卤化物的纯度≥99.995％，氧含量和水含量极低，适合应用于闪烁晶体领域或者有机合成催化剂领域。
在本申请的第三种典型的实施方式中，还提供了一种含氢稀土卤化物，包含通式为REXa-bHb的化合物及不可避免的杂质，a＝2或3，0.00005≤b≤0.0001，其中，RE表示稀土元素，X表示卤素。
含氢稀土卤化物中含有上述少量的氢化物残留，在应用过程中，加热后氢化物分解释放的少量氢可以提供良好的还原性气氛，有助于减少应用过程中主成分的氧化。
优选地，0.00001≤b≤0.00005；更优选地，不可避免的杂质中水含量≤20ppm，氧含量≤100ppm。
上述含氢稀土卤化物的纯度高(含氢稀土卤化物的纯度≥99.995％)氧含量和水含量极低，适合应用于闪烁晶体领域或者有机合成催化剂领域。
上述稀土卤化物包括但不仅限于如下任意一种：LaCl3-bHb、CeCl3-bHb、La0.95Ce0.05Cl3-bHb、PrCl3-bHb、NdCl3-bHb、SmCl3-bHb、EuCl3-bHb、GdCl3-bHb、TbCl3-bHb、DyCl3-bHb、HoCl3-bHb、ErCl3-bHb、TmCl3-bHb、YbCl3-bHb、LuCl3-bHb、ScCl3-bHb、YCl3-bHb、LaBr3-bHb、CeBr3-bHb、La0.95Ce0.05Br3-bHb、PrBr3-bHb、NdBr3-bHb、SmBr3-bHb、EuBr2-bHb、GdBr3-bHb、TbBr3-bHb、DyBr3-bHb、HoBr3-bHb、ErBr3-bHb、TmBr3-bHb、YbBr3-bHb、LuBr3-bHb、ScBr3-bHb、YBr33-bHb、LaI3-bHb、CeI3-bHb、PrI3-bHb、NdI3-bHb、SmI3-bHb、EuI3-bHb、GdI3-bHb、Gd0.9Ce0.1I3-bHb、TbI3-bHb、DyI3-bHb、HoI3-bHb、ErI3-bHb、TmI3-bHb、YbI2-bHb、LuI3-bHb、Lu0.9Ce0.1I3-bHb、ScI3-bHb和Y0.9Ce0.1I3-bHb。
在本申请的第四种典型的实施方式中，还提供了一种闪烁材料或催化材料，该闪烁材料或催化材料包括稀土卤化物，稀土卤化物为上述任一种含氢稀土卤化物。由于本申请的含氢稀土卤化物纯度高，杂质含量极低，因而所制备的闪烁晶体或催化材料性能更优异。上述闪烁材料可以是闪烁晶体或闪烁陶瓷材料的闪烁检测器。而且，本申请的含氢稀土卤化物中含有少量的氢元素，且氢元素以卤氢化物的形式存在，因而其在应用过程中存在如下优势：含氢稀土卤化物受热后释放出氢气，能够提供良好的还原性气氛，从而有效减少在应用过程中稀土卤化物的氧化。
下面将以LaBr3-bHb(b＝0.00001)的制备为例，进一步阐述本申请的方案及其有益效果。
传统的LaBr3制备工艺主要有两种：一种是通过金属La与Br2直接化合，由于La化学性质活泼，在制备过程中难以避免的会发生氧化，因而通过该工艺制备的LaBr3难以避免的会引入氧化物杂质。另一种制备无水LaBr3的制备工艺是溴化铵法，是通过溴化铵与La2O3之间进行反应或者在溴化铵存在的条件下对LaBr3·7H2O进行脱水来得到无水LaBr3，该工艺存在氧化物难以反应完全或在脱水过程中发生水解，产品中氧化物杂质含量同样难以控制，不能满足闪烁晶体领域的使用要求。
针对这一问题，本发明提出，将LaHa(1≤a≤3)粉末与NH4Br混合后，在氩气气氛下进行反应，得到高纯无水LaBr3。其主要机理在于：一方面LaHa会与NH4Br直接进行反应生成无水LaBr3；而另一方面，LaHa中的少量氧化物也会与NH4Br进行反应，其产物也是LaBr3。在实际实施过程中，发现产物LaBr3中含有少量的氢元素，经过测试并折合成化学计量比后发现产物化学式为LaBr3-bHb(b＝0.00001)。
本发明事实上还可提供另一个益处，也就是稀土氢化物的脆性较高，非常容易通过研磨得到粉末，较小的粒度会使上述反应进行的更充分，这有助于提高产物纯度。
相比于常用的金属卤化法(以高纯金属和高纯卤素单质为原料直接化合反应制备无水金属卤化物)，本申请的方法能够得到极低氧含量的产物，也更易于大批量生产，具有较好的工业化应用前景。相对于卤化铵法，该工艺过程更为简单，且具有更低的氧含量，有利于批量生产。
下面将结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。
需要说明的是，下列实施例中对稀土卤化物中水杂质含量采用卡尔费休法进行检测，氧含量和氢含量采用惰气脉冲熔融-红外吸收法进行检测。
实施例1：
准确称取141.9g LaH3与489.7g NH4Br，在研钵中分别研磨至平均粒径小于150μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至200℃，保温24小时后缓慢升温至800℃保温0.5小时。冷却到室温后得到白色的样品。检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为LaBr3-bHb(b＝0.00001)，检测其中水含量16ppm，氧含量56ppm。
实施例2：
准确称取142.1g CeH2与724.7g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于75μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至400℃，保温2小时后升温至850℃保温0.5小时。检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为CeI3-bHb(b＝0.000018)，检测其中水含量11ppm，氧含量48ppm。
实施例3：
准确称取143.9g PrH3与267.5g NH4Cl，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于75μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氦气并升温至400℃，保温0.5小时后缓慢升温至1000℃保温0.5小时。检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为PrCl3-bHb(b＝0.000014)，检测其中水含量检测其中水含量5ppm，氧含量45ppm。
实施例4：
准确称取147.3g NdH3与489.7g NH4Br，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于150μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气(2L/min)并升温至300℃，保温2小时后缓慢升温至1000℃保温0.5小时。检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为NdBr3-bHb(b＝0.000005)，检测其中水含量检测其中水含量3ppm，氧含量27ppm。
实施例5：
准确称取153.4g SmH3与213.9g NH4Cl，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于150μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至350℃，保温2小时后升温至400℃并保温24h。检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为SmCl3-bHb(b＝0.000050)，检测其中水含量检测其中水含量5ppm，氧含量小于10ppm。
实施例6：
准确称取154.0g EuH3与434.8g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于150.μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至300℃，保温2小时后缓慢升温至650℃保温5小时。检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为EuI2-bHb(b＝0.0001)，检测其中水含量检测其中水含量3ppm，氧含量21ppm。
实施例7：
准确称取160.3g GdH3与525.7g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于350μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气(3L/min)并升温至380℃，保温2小时后缓慢升温至1000℃保温0.5小时，升温速率100℃/h。检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为GdI3-bHb(b＝0.000018)，检测其中水含量15ppm，氧含量40ppm。
实施例8：
准确称取161.9g TbH3与724.7g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于50μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气(3L/min)并升温至350℃，保温2小时后升温至400℃，保温24h后冷却到室温。检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为TbI3-bHb(b＝0.000050)，检测其中水含量9ppm，氧含量23ppm。
实施例9：
准确称取170.3g DyH3与724.7g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于50μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气(3L/min)并升温至350℃，保温2小时后缓慢升温至600℃保温5小时，升温速率100℃/h。冷却到室温后，检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为DyI3-bHb(b＝0.000030)，检测其中水含量5ppm，氧含量13ppm
实施例10：
准确称取16.8g HoH3与144.9g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于50μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气(3L/min)并升温至300℃，保温2小时后缓慢升温至800℃保温1.5小时，升温速率100℃/h。冷却到室温后，检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为HoI3-bHb(b＝0.000030)，检测其中水含量5ppm，氧含量34ppm。
实施例11：
准确称取17g ErH3与70g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于50μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至350℃，保温2小时后缓慢升温至800℃保温1.5小时，升温速率200℃/h。冷却到室温后，检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为ErI3-bHb(b＝0.000047)。检测其中水含量6ppm，氧含量67ppm。
实施例12：
准确称取17g TmH3与72g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于500μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气(3L/min)并升温至300℃，保温2小时后缓慢升温至800℃保温1.5小时，升温速率100℃/h。冷却到室温后冷却到室温后，检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为TmI3-bHb(b＝0.000031)。检测其中水含量10ppm，氧含量71ppm。
实施例13：
准确称取17g YbH3与72.5g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于50μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至300℃，保温2小时后缓慢升温至700℃保温2小时。冷却到室温后检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为YbI3-bHb(b＝0.000011)。检测其中水含量5ppm，氧含量24ppm。
实施例14：
准确称取178.0g LuH3与391.8g NH4Br，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于50μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至300℃，保温2小时后缓慢升温至1000℃保温0.5小时。冷却到室温后检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为LuI3-bHb(b＝0.000047)。检测其中水含量6ppm，氧含量64ppm。
实施例15：
准确称取91.9g YH3与724.7g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于50μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至300℃，保温2小时后升温至700℃并保温2小时。冷却到室温后，检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为YI3-bHb(b＝0.000035)。检测其中水含量20ppm，氧含量71ppm。
实施例16：
准确称取48.0g ScH3与724.7g NH4I，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于50μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至400℃，保温2小时后缓慢升温至700℃保温2小时。冷却到室温后，检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为ScI3-bHb(b＝0.000017)。检测其中水含量7ppm，氧含量100ppm。
实施例17：
准确称取139.3g LaH、7.2gCeH3、979g NH4Br，在球磨机中分别研磨至平均粒径小于50μm，随后将两种粉末混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至400℃，保温2小时后缓慢升温至900℃保温0.5小时。冷却到室温后冷却到室温后，检测氢含量并折算为化学计量比后该产物化学式为La0.95Ce0.05Br3-bHb(b＝0.000032)。检测其中水含量7ppm，氧含量39ppm。
对比例1：
准确称取Sc金属4.5g，I2 38g后密封在一根体积为20L的石英管中，按照10℃/H的升温速率从常温升温至600℃。得到42g黄色ScI3样品，检测其中水含量2ppm，氧含量1200ppm，氢含量1ppm。
对比例2：
准确称取Eu2O3 35g，NH4I 160g粉末并混合均匀。将混合物放置到石英反应管中后通入氩气并升温至400℃，保温2小时后缓慢升温至600℃保温0.5小时。冷却到室温后得到EuI2样品。检测其中水含量31ppm，氧含量390ppm，氢含量3ppm。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：相比于常用的金属卤化法(以高纯金属和高纯卤素单质为原料直接化合反应制备无水金属卤化物)，本发明能够得到极低氧含量的产物，也更易于大批量生产，具有较好的工业化应用前景。相对于卤化铵法，该工艺过程更为简单，且具有更低的氧含量，有利于批量生产。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种含氢稀土卤化物，其特征在于，所述含氢稀土卤化物包含通式为REXa-bHb的化合物以及不可避免的杂质，其中，a=2或3，0.000005≤b≤0.0001，RE表示稀土元素，X表示卤素；所述通式为如下任意一种：LaCl3-bHb、CeCl3-bHb、La0.95Ce0.05Cl3-bHb、PrCl3-bHb、NdCl3-bHb、SmCl3-bHb、EuCl3-bHb、GdCl3-bHb、TbCl3-bHb、DyCl3-bHb、HoCl3-bHb、ErCl3-bHb、TmCl3-bHb、YbCl3- bHb、LuCl3-bHb、ScCl3-bHb、YCl3-bHb、LaBr3-bHb、CeBr3-bHb、La0.95Ce0.05Br3-bHb、PrBr3-bHb、NdBr3- bHb、SmBr3-bHb、EuBr2-bHb、GdBr3-bHb、TbBr3-bHb、DyBr3-bHb、HoBr3-bHb、ErBr3-bHb、TmBr3-bHb、YbBr3-bHb、LuBr3-bHb、ScBr3-bHb、YBr33-bHb、LaI3-bHb、CeI3-bHb、PrI3-bHb、NdI3-bHb、SmI3-bHb、EuI3-bHb、GdI3-bHb、Gd0.9Ce0.1I3-bHb、TbI3-bHb、DyI3-bHb、HoI3-bHb、ErI3-bHb、TmI3-bHb、YbI2-bHb、LuI3-bHb、Lu0.9Ce0.1I3-bHb、ScI3-bHb和Y0.9Ce0.1I3-bHb。
2.根据权利要求1所述的含氢稀土卤化物，其特征在于，0.00001≤b≤0.00005。
3.根据权利要求1或2所述的含氢稀土卤化物，其特征在于，所述不可避免的杂质包括水及氧元素，其中，水含量≤20ppm，氧元素的含量≤100ppm。
4.权利要求1至3中任一项所述的含氢稀土卤化物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
在惰性气体气氛下，将稀土氢化物与卤化铵进行混合，得到所述混合物；
在惰性气体气氛下，将所述混合物进行加热反应，得到所述含氢稀土卤化物；
所述加热反应包括：
将所述混合物在200～400°C反应0.5～24h，得到中间产物；
将所述中间产物加热至400～1000°C并保温反应0.5～24h，得到所述含氢稀土卤化物；
其中，所述稀土氢化物为纯度≥99.9%的稀土氢化物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述稀土氢化物的通式为REHc，RE为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y以及Sc中的一种或两种，1≤c≤3。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述稀土氢化物为粉体。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述粉体的粒径≤500μm。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述卤化铵为粉体。
9. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述稀土氢化物与所述卤化铵按照摩尔比为1: (3～10)的比例混合，得到所述混合物。
10.一种含氢稀土卤化物，其特征在于，所述含氢稀土卤化物采用权利要求4至9中任一项所述的制备方法制备而成。
11.一种闪烁材料或催化材料，包括稀土卤化物，其特征在于，所述稀土卤化物为权利要求1至3中任一项所述的含氢稀土卤化物。
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