[发明专利]一种铋酸镧纳米棒的制备方法

说明书

本发明公开了一种铋酸镧纳米棒的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。该方法具体是首先将铋酸钠与乙酸镧混合均匀，然后将铋酸钠与乙酸镧混合粉末置于刚玉管反应容器的高温区，氧化铝片置于刚玉管反应容器的低温区，并密封反应容器，将高温区加热至1100～1300℃、低温区加热至100～200℃，保温0.5～3h，得到了表面含有白色沉积物的氧化铝片；随后将该氧化铝片固定于反应容器中间，将铋酸钠、乙酸镧与水混合后置于反应容器内并密封，于温度300～500℃、保温24～72h。本发明采用两步反应过程，制备过程简单、易于控制，所得铋酸镧纳米棒在光催化、吸附、锂离子电池和固体氧化物燃料电池等方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种铋酸镧纳米棒的制备方法。

背景技术

铋酸盐材料具有良好的物理及化学性能，在光催化、光学、超级电容器、锂离子电池和电化学传感器等领域具有良好的应用前景。铋酸镧作为一种重要的铋酸盐材料，引起了人们广泛的关注。中国发明专利“铋酸镧锂基固态电解质材料及其制备方法”(专利号：ZL200910184915.1)公开了一种铋酸镧锂基固态电解质材料的制备方法，此种方法是按照比例称取锂、镧、铋、镧位掺杂物和/或铋位掺杂物的硝酸盐或碳酸盐或氯化物或醋酸盐或醇盐或在酸中可溶的氧化物配制成溶液后，先向锂盐溶液中滴加镧盐溶液、铋盐溶液、镧位掺杂物和/或铋位掺杂物溶液，再向其中依次添加柠檬酸和硝酸得到溶胶，再加入水溶性高分子聚合物形成凝胶，再将凝胶干燥得到纳米晶粉体，然后将其锻烧最终得到了铋酸镧锂基固态电解质材料。有文献(Y.Luo,X.Y.Liu,X.Q.Li,J.Cheng.PTCR behaviour ofBa₂LaBiO₆-doped BaTiO₃ ceramics.Journal of Alloys and Compounds 452(2008)397-400.)报道表明在钛酸钡基材料中添加Ba₂LaBiO₆后，钛酸钡材料均显示出了典型的正温度系数(PTC)效应。

虽然目前已有关于铋酸镧基材料的报道，然而，到目前为止还未有关于单相铋酸镧材料的报道，尤其是纳米级尺寸的铋酸镧，例如铋酸镧纳米棒。不同于大尺寸的铋酸盐材料，铋酸镧纳米棒作为一种一维纳米结构的铋酸镧，尺寸小，可以作为光催化剂、吸附剂和固体电解质材料，在光催化、吸附、锂离子电池和固体氧化物燃料电池等方面具有良好的应用前景。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铋酸镧纳米棒的制备方法。

该制备方法如下：

步骤1：以铋酸钠、乙酸镧作为原料，氧化铝片作为沉积衬底，氩气作为载气，首先将铋酸钠与乙酸镧混合均匀，然后将铋酸钠与乙酸镧的混合粉末置于刚玉管反应容器的高温区，氧化铝片置于刚玉管反应容器的低温区，并密封反应容器，将高温区加热至1100～1300℃、低温区加热至100～200℃，保温0.5～3h，氩气流速为20～50cm³/min，从而得到了表面含有白色沉积物的氧化铝片。

所述铋酸钠与乙酸镧的摩尔比为1:1。

步骤2：将步骤1得到的表面含有白色沉积物的氧化铝片作为沉积衬底，铋酸钠、乙酸镧作为原料，水为溶剂，首先将步骤1得到的表面含有白色沉积物的氧化铝片固定于反应容器中间，然后将铋酸钠、乙酸镧与水混合后置于反应容器内并密封，于温度300～500℃、保温24～72h，最终在氧化铝片表面得到了絮状白色沉积物，即为铋酸镧纳米棒。

所述铋酸钠与乙酸镧的摩尔比为1:1。

所述铋酸钠、乙酸镧的总重量占水重量的5～30％。

所述铋酸钠、乙酸镧和水总量占反应容器的填充度为20～40％。

本发明的科学原理如下：