[发明专利]一种氧化钇纳米棒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化钇纳米棒及其制备方法。本发明先将可溶性钇盐溶于去离子水和乙醇的混合溶剂中，加入氨水调节体系的pH值；接着将溶液移入水热釜中，将水热釜密封后放入烘箱进行溶剂热反应，得到前驱体；最后，将前驱体置于马弗炉中煅烧，即得到Y₂O₃纳米棒。本发明不需要任何模板剂，原材料易得，制备要求低，适合推广使用。制得的粉体具有稀土元素和纳米尺寸效应的双重特性，在催化、荧光、超导等领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种氧化钇纳米棒及其制备方法。

背景技术

氧化钇作为一种用途极广的稀土材料，广泛应用于陶瓷、催化、荧光、超导等领域。制备出粒径较小、分布均匀、形貌均一的氧化钇纳米棒，具有稀土元素和纳米尺寸效应的双重特性，因而具有更加特殊的物理化学性能。随着科学技术的发展，依托我国丰富的稀土资源，氧化钇纳米粉体的制备将会有广阔的前景。

近年来，氧化钇纳米粉体的制备已经引起研究者的关注，主要制备方法有溶胶-凝胶法、液相沉淀法、固相合成法、水热合成法、微乳液法等。高纪明等使用溶胶-凝胶法以硅溶胶、尿素和炭黑为原料，经过碳热氮化制得粒径为50-80 nm的Si₃N₄(Y₂O₃)球状纳米粉体[无机材料学报，1997，12，499-504]。刘志强等采用液相沉淀法以碳酸氢铵为沉淀剂制得了球状Y₂O₃纳米粉体，探究了制备过程中氯离子存在形态及行为[中国稀土学报，2005，23，373-377]。周新木等通过固相合成法制备了一次颗粒尺寸在15 nm左右的球状氧化钇粉体，并且探究了氧化钇粉末在悬浮液中的分散稳定性[有色金属，2007，59，49-52]。田俐等以水热的方法合成了氢氧化钇纳米管，对氢氧化钇纳米管的形成机理进行了研究[无机材料学报，2009，24，335-339]。制备分散性好、结构新颖独特、尺寸细小的Y₂O₃纳米粉体已经成为当前研究的热点。

目前文献中报道的氧化钇粉体的制备方面存在的主要问题有：(1)分散性差、易团聚、粒度不均一。(2)制备工艺复杂，如微乳液法需要油和水、表面活性剂、助表面活性剂等共同作用，对制备的条件要求比较高。(3)所制备的纳米棒的直径偏大，一般为几百纳米。溶剂热法是一种简便的氧化物制备方法，采用该法制备的氧化钇纳米棒有望实现稀土元素氧化物纳米粉体材料制备技术的实用化，为稀土元素氧化物的广泛应用打下坚实的基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用溶剂热法制备Y₂O₃纳米棒的方法。本发明将可溶性钇盐溶于去离子水和乙醇的混合溶剂中，加入氨水通过溶剂热法制备出前驱体，经过煅烧得到Y₂O₃纳米棒，不需要任何模板剂，原料环保易得。

本发明采用了如下的技术方案。

本发明提供一种氧化钇纳米棒的制备方法，其以可溶性钇盐为钇源，经过溶剂热反应和煅烧制备氧化钇纳米棒；包括以下步骤：

步骤1、前驱体粉体的制备

首先将可溶性钇盐溶于去离子水和无水乙醇组成的混合溶剂中，得到钇盐混合溶液；然后向钇盐混合溶液中滴加适量的氨水调节溶液pH值，再将混合液移至水热釜中,密封后放入烘箱中进行溶剂热反应；反应完成后冷却至室温，将所得白色前驱体洗涤、离心分离，减压抽滤、真空干燥，即得到前驱体粉体；

步骤2、氧化钇纳米棒的制备

将步骤1中的前驱体粉体置于坩埚，放入马弗炉中高温煅烧，反应完成后随炉冷却至室温取出，即得到Y₂O₃纳米棒。