[发明专利]一种六硼化镱合金纳米粒子的制备方法

说明书

本发明公开了一种六硼化镱(YbB₆)合金纳米粒子的制备方法。在液体等离子体场中通过氯化镱(YbCl₃)和乙硼烷(B₂H₆)的反应制备出了形状不规则的YbB₆合金纳米粒子，其平均粒径为7.3nm，比表面积为167.8m²·g^‑1。在25℃条件下其对乙醇蒸汽具有快速、稳定和高选择性的响应，检出限为75ppb。该材料对乙醇蒸气具有良好的检测性能，主要归因于其独特的合金性质和及其对乙醇的催化脱水作用。本发明不仅提供了一种能够在室温下高效检测乙醇蒸汽的传感材料，同时也提供了一种能在室温下催化乙醇脱水制备乙醚的催化剂。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及到一种六硼化镱合金纳米材料的制备方法。

背景技术

酒驾是世界上交通事故的主要原因，血液中酒精含量大于或等于200ppm的驾驶被认为是酒后驾驶。因此，乙醇蒸汽监测技术在预防酒后驾驶方面受到了重视。然而，现有的基于ZnO、SnO₂、WO₃和LaFeO₃等乙醇传感器对许多其他气体的也具有相当的传感选择性，这影响了它们对乙醇的传感能力。此外，目前的传感器需要较高的工作温度(100-300℃)。因此，有必要设计和合成新型传感材料，使其在低温条件下仍具有高效的乙醇传感选择性。

六硼化镱(YbB₆)具有独特的导电表面，在工程应用中具有广阔的应用前景。它独特的性质也提高了小分子选择性吸附到YbB₆表面的可能性。因此，YbB₆同时也是一种潜在的传感材料。

YbB₆传统的合成方法有机械化学法、高温烧结法、真空煅烧法和燃烧合成法等。然而，这些过程都需要耗费相当的精力和时间。因此，合成YbB₆需要一种新的方法。近年来，液体等离子体技术(LPT)作为一种新型的金属硼化物合成方法引起了人们的广泛关注。在我们先前的研究工作中，在室温下通过LPT技术成功合成了CuB₂₃纳米粒子，并将其作为室温条件下的H₂S传感器；通过LPT技术成功制备了EuB₆，在室温条件下对HCHO蒸汽表现出了优越的传感性能。

发明内容

本发明工作中，在室温于氩气(Ar)保护条件下，我们成功地在液体等离子体场中通过氯化镱(YbCl₃)和乙硼烷(B₂H₆)的反应制备出了形状不规则的YbB₆合金纳米粒子，其平均粒径为7.3nm，比表面积为167.8m²·g^-1。在25℃条件下对乙醇蒸汽具有快速、稳定和高选择性的响应，检出限为75ppb。

本发明采用如下的技术方案：

本发明六硼化镱合金纳米粒子的制备方法的具体步骤如下：

(1)在室温于氩气(Ar)保护条件下，将0.558g氯化镱(YbCl₃)加入到20ml[BMIM]BF₄中，并不断搅拌；

(2)然后通入乙硼烷，并在等离子体场中反应45min；

(3)得到的样品用超纯水和无水乙醇进行洗涤；最后将样品在60℃下干燥，留待备用；

步骤(2)中的乙硼烷的流速为3mL·min^-1；

步骤(2)中等离子体场电场强度大小为450V·cm^-1。

本发明的积极效果如下：