[发明专利]一种Gd(OH)3和Gd2O3纳米管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Gd(OH)₃和Gd₂O₃纳米管的制备方法。

背景技术

稀土元素独特的4f电子构型使其具有特殊的光、声、电、磁学性质，被誉为新材料的宝库，稀土材料在光学、磁性、催化和医药生物等方面都有着广泛的应用前景。将稀土材料纳米化后，无疑能在原有特性的基础上赋予一系列新的特性，发挥出更大的潜能。一维稀土氢氧化物和氧化物纳米材料由于形貌各异，具有较强的各向异性，而被广泛的应用于场发射、纳米管电装置、显示器元件、生物标记等，开辟了稀土材料应用的新领域。

目前，国内外对于一维纳米稀土氢氧化物已经取得了一定成效，并发展了许多的制备方法。通过硬模板法、软模板法、水热法、微乳液法等均合成出了一维Gd(OH)₃和Gd₂O₃纳米棒。但是关于Gd(OH)₃和Gd₂O₃纳米管的制备方法却很少报道。同时，以上制备一维稀土氢氧化物和氧化物的方法存在着模板难以去除、费用过高、产量低、规模小等不足，阻碍了其在各领域的应用。因此，发展一种工艺简单、能耗低、可较大规模生产的制备Gd(OH)₃及Gd₂O₃纳米管的方法有重要的现实意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种Gd(OH)₃和Gd₂O₃纳米管的制备方法。利用常压液相的方法可以直接合成出高纯度、尺度均一、分散性好的Gd(OH)₃纳米管；通过高温煅烧，得到了相应的Gd₂O₃纳米管。

一种Gd(OH)₃和Gd₂O₃纳米管的制备方法的步骤和条件如下：

所采用的原材料为：硝酸钆或通过硝酸转化为相应的化合物的氧化钆作为稀土离子源；氨水作为沉淀剂；

在反应器中，加入浓度1M的Gd(NO₃)₃溶液，用氨水调节其pH为10，在搅拌条件下加热至40～90℃，恒温2～36h，自然冷却至室温，将所得白色沉淀分离，洗涤，烘干，得到Gd(OH)₃纳米管。

把上述得到的Gd(OH)₃纳米管再经过500～800℃煅烧，制得的Gd₂O₃纳米管。

有益效果：本发明的制备方法不需要任何模板和表面活性剂，通过简单的直接沉淀的方法，在较低反应温度下合成出了尺寸均一、分散性良好的Gd(OH)₃纳米管；把得到的Gd(OH)₃纳米管通过高温煅烧，得到了相似形貌的Gd₂O₃纳米管。XRD图谱表明，直接沉淀生成的纳米管为六方Gd(OH)₃，结晶较好。经过煅烧后，生成立方相Gd₂O₃，无其它杂质峰出现。扫描电镜照片显示，本方法制备的Gd(OH)₃产品为分散均匀的纳米管，直径约为50nm，长度约为300nm。经过煅烧后，产品的形貌并无明显变化。具有制备工艺简单、易于控制、生产成本低、能耗小、适于较大规模生产等优点。

附图说明

图1是本发明制备的Gd(OH)₃纳米管的XRD图谱。

图2是本发明制备的Gd(OH)₃纳米管的扫描电镜照片。

图3是本发明制备的Gd₂O₃纳米管的XRD图谱。

图4是本发明制备的Gd₂O₃纳米管的扫描电镜照片。

具体实施方式

实施例1