[发明专利]一种采用模板法制备的棒状La(OH)3纳米晶及其方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种采用模板法制备的棒状 La(OH)₃纳米晶及其方法。

背景技术

氢氧化镧La(OH)₃作为一种重要的稀土材料，具有特殊的电子结构和微观形态，其在超导材料、储氢材料、电极材料以及光催化材料等领域具有良好的应用前景[Rosynek M P.Catalytic properties of rare earth oxides[J].Journal of Physics and Chemistry of Solids,2003,64(4):607-610.]。将稀土功能材料纳米化，有助于我们对其进行更深入的研究，同时也能赋予稀土材料许多独特的新功能。因为纳米结构的氢氧化镧相对具有较大的比表面积，可以与反应物料充分接触，所以能极大地提高其光催化活性。

目前，制备氢氧化镧的方法主要有：1、声化学法[M.Salavati-Niasari et al. Synthesis of lanthanum hydroxide and lanthanum oxide nanoparticles by sonochemical method[J].Journal of Alloys and Compounds,509(2011): 4098–4103.]，这种方法容易获得氢氧化镧的纳米颗粒，但是制备产物的分散性不好，且尺寸不均一；2、传统水热法[C.Hu,H.Liu,et al.La(OH)₃and La₂O₃ Nanobelts—Synthesis and Physical Properties[J].Adv.Mater.19(2007): 470–474.]，这种方法所获得的产物为氢氧化镧的纳米带，但是反应需要比较长的反应时间；3、溶剂热法[Hou B,Xu Y,Wu D,et al.Synthesis and characterization of ultralong lanthanum hydroxide nanorods via solvothermal method[J].J Mater Sci, 2007(42):1397-1400.]，这种方法容易获得纯相的纳米材料，但是所制备的氢氧化镧的分散性不好；4、沉淀法[李天旻.草酸沉淀法/碳酸氢铵沉淀法制备稀土氧化物粉末[D].上海：华东理工大学，2013.]，该方法制备的样品产物粒度大，分布不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用模板法制备的棒状La(OH)₃纳米晶及其方法，该方法操作简单，重复性好，反应能耗低，环境友好；经该方法制得的棒状氢氧化镧纳米晶粒尺寸小，分散性好。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种采用模板法制备棒状La(OH)₃纳米晶的方法，包括以下步骤：

1)将La(NO₃)₃·2H₂O溶解于去离子水中，制成浓度为0.05～1mol/L的透明溶液A；

2)向透明溶液A中逐滴加入二乙烯三胺，使得溶液中二乙烯三胺的浓度为0.005～0.1mol/L，制得悬浊液B；

3)将悬浊液B充分搅拌均匀，然后向其中加入模板剂聚乙烯吡咯烷酮，形成前驱体溶液C；

4)将前驱体溶液C充分搅拌均匀后，于160～200℃下，热反应6～12h，冷却到室温，将反应产物经离心收集，然后在经过洗涤、干燥，制得棒状La(OH)₃纳米晶。

步骤3)所述的充分搅拌均匀是采用磁力搅拌30～90min。

步骤3)中加入的模板剂聚乙烯吡咯烷酮与二乙烯三胺的质量比为1:1。

步骤4)所述的充分搅拌均匀是在室温下搅拌30～60min。

步骤4)是将搅拌均匀的前驱体溶液C置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行热反应。

步骤4)所述离心是以7000～9000rpm下，离心5～8分钟。

步骤4)所述洗涤是依次用去离子水和无水乙醇洗涤数次。

步骤4)所述干燥是在60～80℃下，干燥2～4h。

本发明还公开了采用上述方法制得的棒状La(OH)₃纳米晶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：