[发明专利]六方锰酸钇纳米纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维的制备方法，特别是一种六方锰酸钇纳米纤维的制备方法。

背景技术

多铁性材料被广泛地应用于存储记忆装置和传感器等诸多领域，是一种极为重要的功能材料。六方锰酸钇材料由于其不含有任何挥发性元素，以及只有单一的极化轴等优点，在过去的十年中发展很快。

文献“K.Kim，C.Kim，The effects of drying temperature on the crystallization of YMnO3 thin films prepared by sol-gel method using alkoxides，J.Eur.Ceram.Soc.2004，24：2613-2617”公开了一种采用溶胶凝胶法制备锰酸钇材料的方法，首先用原料配制出胶体，然后在均匀旋涂在基底上，最后在马弗炉中保温，即可获得锰酸钇材料。但是，该方法只能制备出微米数量级的锰酸钇材料，无法制备出适应现代科技发展的纳米数量级的锰酸钇材料。

发明内容

为了克服现有的制备方法制备出的锰酸钇材料粒径大的不足，本发明提供一种六方锰酸钇纳米纤维的制备方法。该方法将柠檬酸溶解到去离子水中形成柠檬酸溶液；再将Y(NO₃)₃、Mn(CH₃COO)₂添加到柠檬酸溶液中搅拌至澄清透明，溶液静置放置后放在水浴锅中加热搅拌，向溶液中添加聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，保持聚乙烯吡咯烷酮的浓度，利用注射泵和高压电源进行静电纺丝，用单晶硅片收集纤维；将收集到的纤维置于干燥箱中干燥后放入马弗炉中保温煅烧，得到六方锰酸钇纳米纤维。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种六方锰酸钇纳米纤维的制备方法，其特点是包括下述步骤：

(a)将C₆H₈O₇溶解到去离子水中形成浓度为0.2～0.4g/mL的C₆H₈O₇溶液；

(b)将Y(NO₃)₃、Mn(CH₃COO)₂添加到柠檬酸溶液中搅拌至澄清透明，其中Y(NO₃)₃·6H₂O∶Mn(CH₃COO)₂·4H₂O∶C₆H₈O₇的摩尔比＝1∶1∶2；

(c)经过步骤(b)制备的溶液静置放置24～72小时后放在水浴锅中于50～90℃加热搅拌3～7小时，然后添加分子量为1.3×106的聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，使聚乙烯吡咯烷酮的浓度保持在0.02～0.05g/mL；

(d)将步骤(c)制备的高聚物溶液添加到内径为1～3mm，针头为不锈钢针头的塑料注射器中，将注射器加到注射泵中，启动注射泵使注射流速为0.3～0.7mL/h，同时开启高压电源给针头提供20～30kV的电压，用单晶硅片收集纤维；

(e)将收集到的纤维置于干燥箱中在100～150℃干燥4～8小时后放入马弗炉中，以1～5℃/min的升温速度升温至1000～1400℃，并保温煅烧6～12小时，得到六方锰酸钇纳米纤维。

本发明的有益效果是：由于该方法将柠檬酸溶解到去离子水中形成柠檬酸溶液；再将Y(NO₃)₃、Mn(CH₃COO)₂添加到柠檬酸溶液中搅拌至澄清透明，溶液静置放置后放在水浴锅中加热搅拌，向溶液中添加聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，保持聚乙烯吡咯烷酮的浓度，利用注射泵和高压电源进行静电纺丝，用单晶硅片收集纤维；将收集到的纤维置于干燥箱中干燥后放入马弗炉中保温煅烧，得到六方锰酸钇纳米纤维。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

附图说明

图1本发明方法所制备六方锰酸钇纳米纤维的XRD图谱。

图2本发明方法所制备六方锰酸钇纳米纤维促使的甲基橙的降解率。

图3本发明方法所制备六方锰酸钇纳米纤维的光致发光图谱。

具体实施方式