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【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。钇是地壳中丰度较高的稀土元素，且属低毒物质，对人畜无害，对环境无污染。
硝酸钇化学式Y(NO3)3·6H2O。分子量383.01。无色或红色晶体。有吸湿性。相对密度 2.68。极易溶于水，易溶于乙醇、乙醚和硝酸。在100℃失去3分子水。其四水合物为红色棱柱状晶体，相对密度 2.682。
【合成】[1][3]
硝酸钇在加热下，将稍过量的氧化钇溶解于浓硝酸中而得。将氧化钇在900℃灼烧3小时，冷却后二溶于1：1的硝酸溶液中。控制反应终了时溶液的PH=3-4。将溶液减压蒸馏成糖浆状，室温下缓慢结晶。再重结晶两次。最后一次重结晶时，需加入少量硝酸钇作晶种，即可得到六水硝酸钇晶体。
【毒性】[2][3]
1. 肾毒性：有试验研究了硝酸钇对生长发育期大鼠肾脏的影响，实验分 0、20、80 和 320 ppm( 以饲料中钇计) 共四组，仔鼠从 GD0 持续暴露至 PND70，每组取 20 只仔鼠( 雌雄各半) 的肾脏检测抗氧化酶活性、miRs 表达水平、肾组织病理学和 KIM-1 抗原表达水平的变化。结果显示与对照组比较，雌鼠 320 ppm 组 miR-18a-5p、miR-21-3p 降低； 雄鼠 20 ppm组 miR-18a-3p 降低，320 ppm 组升高，320 ppm 组 miR-18a-5p、miR-155-5p 升高； 雌鼠 80 ppm 组 GSH-Px 活性升高，320ppm 组 GSH-Px 活性降低，320 ppm 组 GST 活性降低； 雌、雄鼠 320 ppm 组 KIM-1 表达水平升高。因此GD0 至 PND70 硝酸钇暴露，320 ppm 组大鼠肾抗氧化能力降低，影响 miRs 和 KIM-1 表达水平，提示生命早期硝酸钇暴露可能通过降低抗氧化能力影响肾功能。
2. 神经毒性：利用膜岛素-转铁蛋白-硒-纤维连接蛋白（ITSFn）模型，对硝酸钇神经发育影响的可能作用机制进行研究。结果表明，高浓度硝酸钇可致神经元细胞生长抑制率和细胞凋亡率增加，提示细胞调亡是硝酸钇对神经发育影响的作用机制之一。低浓度的硝酸钇可促进神经元细胞中抗调亡基因Bcl-2的表达，但抑制促调亡基因Bcl和Caspase-3的表达，起到保护细胞的作用；但当硝酸钇溶液达到一定浓度化则会激活Bcl和Caspase-3的表达，下调Bcl-2的表达，从而诱导细胞调亡。Bcl-2／Bax比值总体上也呈现出先上升再下降的趋势。表明硝酸钇对小鼠胚胎干细胞神经发育的影响具有剂量依赖性，0.55μg/ml-27.5μg/ml完整覆盖了硝酸钇低剤量兴奋到高剂量出现毒性的剂量范围。
【应用】[4][5][6]
1. 硝酸钇与羧甲基壳聚糖作絮凝剂：羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan，简称 NOCC）由壳聚糖经过醚化反应制得。壳聚糖经过羧甲基化后，水溶性大大改善，成膜、吸附、絮凝和螯合等性能得到增强，在印染污水的深度处理中被认为会有广泛的用途。将羧甲基壳聚糖与稀土联合使用处理印染污水可取的更优异效果，联合使用硝酸钇与羧甲基壳聚糖作絮凝剂处理印染污水，当硝酸钇的投加量为 5mg/L，温度为 50℃时絮凝剂可使印染污水的色度去除率和除浊率均达99%，COD 去除率为 76.59%，氨氮去除率为 77.12%；硝酸钇与羧甲基壳聚糖联合使用的絮凝脱色效果优于单独使用羧甲基壳聚糖。
2.催化剂：以硝酸钇为催化剂，冰乙酸和苯甲醇为原料合成乙酸苄酯。实验结果表明，硝酸钇对合成乙酸苄酯有着良好的催化活性，当催化剂用量为苯甲醇用量的1.5%（摩尔百分比），乙酸和苯甲醇的摩尔比为1.2∶ 1.0，环己烷为带水剂，反应时间为2.0h，乙酸苄酯收率可达93.2%，且催化剂重复使用多次后仍保持较高活性。与以浓硫酸为催化剂合成乙酸苄酯的传统工艺所存在设备腐蚀严重、后处理工艺复杂、污染环境等缺点相比，以硝酸钇为催化剂合成乙酸苄酯的工艺具有操作简单，产率较高，对环境友好且催化剂经简单分离可回收并多次重复使用的优点。
3. 制备化工原料：一种化学镀银聚丙烯腈/硝酸钇导电纤维的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1）称取20～50g的聚丙烯腈粉末加入至DMF中，制得质量分数为 20％～50％的聚丙烯腈溶液加入3g的硝酸钇至所述聚丙烯腈溶液中，充分搅拌 30～90min后，经过减压过滤，真空脱泡，制得聚丙烯腈/硝酸钇混合纺丝液；
2）在常规小式湿法成型设备上将所述聚丙烯腈/硝酸钇混合纺丝液过滤、 计量后，通过喷丝孔挤出，进入由DMF溶剂和水组成的凝固浴，然后经水洗、干燥热定型以及卷绕工序，制得聚丙烯腈/硝酸钇纤维；
3）称取30mL的银氨溶液加入至70mL的还原液中，制备渡液；加入所述 1g聚丙烯腈/硝酸钇纤维至所述渡液中，在50℃下反应30～60min，用水充分洗 涤后，烘干并称重，得产物。
【参考文献】
[1] 申泮文，王积涛 主编.化合物词典.上海：上海辞书出版社.2002.
[2] 李晨汐.硝酸钇的神经发育毒性动物实验及其机制研究. 中国疾病预防控制中心.2015
[3] 初传传, 陈晨, 李炳辉, 等. 硝酸钇对生长发育期大鼠肾脏影响的机制研究[J]. 毒理学杂志, 2016, 30(3): 214-217.
[4] 陈忻, 袁毅桦, 张小龙, 等. 硝酸钇与羧甲基壳聚糖联合使用处理印染污水[J]. 环境科学与技术, 2010 (S2): 268-271.
[5] 陈勇, 江洪. 硝酸钇绿色催化合成乙酸苄酯的研究[J]. 中国食品添加剂, 2010 (6): 92-94.
[6] 刘健.一种化学导电纤维的制备方法. CN201510556483.8，申请日2015-09-02