[发明专利]一种单斜结构CePO4纳米线的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土磷酸盐纳米材料领域，提供了一种单斜结构CePO₄纳米线的制备方法，特别是采用温和、非模板剂及原料(NH₄)₂HPO₄可重复合成单斜结构CePO₄纳米线。该材料具有增强的光致发光性能，在发光材料的研究与应用中具有一定的潜在价值。

背景技术

CePO₄在荧光材料、导体材料、催化剂材料以及生物标签等方面有着广泛的应用前景。由于具有良好的化学稳定性和热稳定性，已被广泛应用在各种照明和显示仪器上。尤其单斜结构CePO₄由于具有优异的光致发光特性，不但可以单独用作发光材料而且能够作为其他发光材料的基质。而在各种形貌的CePO₄中，纳米线备受研究者青睐，由于其更好的光学活性。因此，实现单斜结构纳米线CePO₄是获得具有理想发光特性材料的有效途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种以低温、低成本的简易过程获得形貌均一、可操控性强的单斜结构CePO₄纳米线的合成方法。

一种单斜结构CePO₄纳米线的制备方法，其特征是通过调节反应体系中Ce³⁺/PO₄^3-的摩尔比，利用低温水热法合成均一形貌的单斜结构CePO₄纳米线粉体。具体工艺条件为：将 Ce(NO₃)₃·6H₂O作为铈源溶于水中搅拌20～30分钟使其充分溶解，加入一定量的(NH₄)₂HPO₄使Ce³⁺ /PO₄^3-+等于1~4，搅拌20～30分钟后，用1 mol/L的HCl溶液调pH至1左右，再搅拌20min，然后转入水热反应釜中，在180℃温度范围内反应12～36小时，所得产品在60～80℃温度范围烘干12～24小时后，即得到单斜结构CePO₄纳米线，该纳米线长径比在30-60之间。(NH₄)₂HPO₄在反应体系中的浓度为0.0125mol/L~0.05 mol/L，Ce(NO₃)₃在反应体系中的浓度为0.05mol/L，反应体系中Ce³⁺ /PO₄^3-的摩尔比为1~4，反应温度为180℃。

本发明成功了合成单斜结构的纳米线CePO₄。该结构具有增强的发光性能。所采用的方法为无模板一步低温水热法，具有成本低, 操作简单, 转化率高, 易于实现规模化生产及应用等优点。

本发明材料制备方法简易，设备简单，合成温度低；原料价格低廉，无需昂

贵的表面活性剂作模板剂；具有不使用有机溶剂、不污染环境、节省能源、转化率高、易于工业化生产等特点，是一种理想的绿色工艺；而且其重复性好。

附图说明

图1为反应温度为180°C、反应体系中Ce³⁺ /PO₄^3-的摩尔比为4，反应时间为24h的条件下合成的CePO₄的XRD图谱。该图谱表明获得样品为单斜结构的CePO₄。

 

图2为反应温度为180°C、反应体系中Ce³⁺ /PO₄^3-的摩尔比为4, 反应时间为24h的条件单斜结构纳米线的CePO₄荧光发射光谱图。从此图中可以看出该样品具有较强的荧光性能。

 

图3反应温度为180°C、反应体系中Ce³⁺ /PO₄^3-的摩尔比为4，反应时间为24h的条件下合成的CePO₄的扫描电镜照片，样品具有分散性好且均一的纳米线，且该纳米线具有较大的长径比, 长径比在30-60之间。

具体实施方式

实施例一