[发明专利]稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带，其特征在于，所述的稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带的带宽2～4μm，厚度30～80nm，长度大于500μm；所述的稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带的通式为GGG:RE³⁺，其中RE³⁺＝Pr³⁺，Nd³⁺，Sm³⁺，Eu³⁺，Tb³⁺，Dy³⁺，Ho³⁺，Er³⁺，Tm³⁺，Yb³⁺，Yb³⁺/Er³⁺中的1个。

2.一种如权利要求1所述的稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带的制备方法，其特征在于，采用静电纺丝技术，使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为高分子模板剂，采用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，制备产物为稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带，其步骤为：

(1)配制纺丝溶液

高分子模板剂采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP，分子量90000)，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂。称取一定量的稀土硝酸盐和硝酸镓，或者以稀土氧化物和氧化镓为原料，按照RE³⁺与Ga³⁺的摩尔比3∶5称取原料，用浓硝酸加热溶解，加热除去多余的硝酸，得到硝酸盐，其中RE³⁺＝Pr³⁺，Nd³⁺，Sm³⁺，Eu³⁺，Tb³⁺，Dy³⁺，Ho³⁺，Er³⁺，Tm³⁺，Yb³⁺，Yb³⁺/Er³⁺中的1个，用DMF配制一定浓度的RE(NO₃)₃和Ga(NO₃)₃溶液。称取适量的聚乙烯吡咯烷酮加入到上述溶液中，在室温下放到数码磁力搅拌器上搅拌6～12h，静置2～4h，得到澄清溶液即得到均匀、透明且有一定粘度的前驱体溶胶，其中硝酸盐的质量分数为6～10％，PVP的质量分数为26～30％，其余为溶剂DMF；

(2)制备PVP/[Gd(NO₃)₃+Ga(NO₃)₃+RE(NO₃)₃]复合纳米带

采用静电纺丝技术，使用上述配制的纺丝溶液制备制备PVP/[Gd(NO₃)₃+Ga(NO₃)₃+RE(NO₃)₃]复合纳米带，技术参数为：电压为15～18kV，注射器针头喷嘴到接收屏的固化距离为10～15cm，注射器针头喷嘴的内径为1.2mm，采用针头垂直向下竖喷方式，室内温度20～30℃，相对湿度为40％～50％；

(3)制备GGG:RE³⁺多孔纳米带

对所获得的PVP/[Gd(NO₃)₃+Ga(NO₃)₃+RE(NO₃)₃]复合纳米带进行热处理，技术参数为：升温速率为1～2℃/min，在800～1000℃温度范围内保温8～15h，然后以2℃/min的速率降至200℃后自然冷却至室温，至此得到GGG:RE³⁺多孔纳米带。

3.根据权利要求2所述的稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带的制备方法，其特征在于，使用的Gd源是硝酸钆和氧化钆中的1个。

4.根据权利要求2所述的稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带的制备方法，其特征在于，使用的Ga源是硝酸镓和氧化镓中的1个。

5.根据权利要求2所述的稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带的制备方法，其特征在于，高分子模板剂使用分子量为90000的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。

6.根据权利要求2所述的稀土离子掺杂钆镓石榴石多孔纳米带的制备方法，其特征在于，溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。