[发明专利]一种由纳米棒状结构组成的氧化钇微米球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种由纳米棒状结构组成的氧化钇微米球制备方法，属于稀土纳米材料技术领域。该方法主要包括：（1）将不规则氧化钇粉末、浓硝酸和30%双氧水混合进行加热，得到硝酸钇溶液；（2）将氢氧化钠加入到上述溶液中，并置于在水热反应釜中进行水热反应，得到氧化钇前驱体粉末；（3）在马弗炉中于空气气氛下对其进行热处理，得到由纳米棒状结构组成的氧化钇微米球。本发明制备工艺简单，反应条件温和，反应原料易得，无需添加任何表面活性剂，可以得到由纳米棒状结构组成的球状氧化钇粉末。该方法对不规则形貌结构氧化钇的形貌改进以及提升其在吸附催化领域的实际应用具有一定指导意义。

技术领域

本发明涉及一种稀土纳米材料技术领域的制备方法，具体是一种由棒状结构组成的氧化钇微米球制备方法。

背景技术

氧化钇是一种十分重要的稀土化合物，具有高温稳定性、耐热性、高介电常数、抗腐蚀性等一系列独特性能，被广泛应用于催化剂、光电子学、高级陶瓷、及功能复合材料高效添加剂等应用领域。但是以上各种功能材料制备对于氧化钇原料的形貌结构具有一定要求。因此，为了满足这些功能材料的应用要求，需对氧化钇纯度、颗粒粒度、形貌结构进行调控研究，并作为原料生产出符合各种功能与特性的材料。

对了达到以上应用领域的实际需求，目前调控氧化钇形貌的主要方法通常是溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法、燃烧合成法和水热法等。通常采用水热法制备氧化钇粉体时，需要添加有机高分子材料作为表面活性剂，后期需要除去表面活性剂，浪费了大量能耗，成本较高，还可能有污染，不利于工业化生产。因此，真正实现反应条件温和、工艺简单、形貌结构可控的氧化钇粉体仍然需继续努力。

发明内容

本发明的目的是针对表面活性剂对纳米氧化钇性能影响和对环境污染缺点，提出一种由纳米棒状结构组成的氧化钇微米球。仅通过控制体系酸碱度，调节水热下氧化钇的生长方向，从而达到调节氧化钇形貌结构的目的。该方法对调节氧化钇的形貌结构以及提升氧化钇在吸附催化领域的实际应用具有一定指导意义。

本发明的另一目的是提供一种由纳米棒状结构组成的氧化钇微米球的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的。

一种由纳米棒状结构组成的氧化钇微米球的制备方法，依次包括以下步骤：

（1）将不规则氧化钇粉末、浓硝酸、30%双氧水和去离子水混合进行加热，得到硝酸钇溶液；

（2）将氢氧化钠加入到上述溶液中，并置于在水热反应釜中进行水热反应，得到氧化钇前驱体粉末；

（3）在马弗炉中于空气气氛下对氧化钇前驱体粉末进行热处理，得到由纳米棒状结构组成的氧化钇微米球。

进一步的，在步骤（1）中，所述不规则氧化钇粉末的质量为7~10 g。

进一步的，在步骤（1）中，所述浓硝酸的体积为20~200 mL。

进一步的，在步骤（1）中，所述30%双氧水的体积为20~200 mL。

进一步的，在步骤（1）中，所述去离子水的体积为20~200 mL。

进一步的，在步骤（1）中，所述加热在水浴体系中进行，并且所属水浴温度为60~80℃。可以保证钇离子在溶液中的分布均匀性，从而避免了氧化钇前驱体在成核及长大过程中过分偏聚。

进一步的，在步骤（2）中，所述氢氧化钠的浓度为3~5 mol L-1。

进一步的，在步骤（2）中，所述体系酸碱度pH值为8~13。

进一步的，在步骤（2）中，所述水热反应温度为120~250℃。

进一步的，在步骤（2）中，所述水热反应时间为5~48 h。

进一步的，在步骤（3）中，所述热处理温度为400~800℃。