[发明专利]一种具有三维多孔结构的氧化镧微球及其制备方法

说明书

一种具有三维多孔结构的氧化镧微球及其制备方法，涉及纳米材料制备技术领域。氧化镧微球呈三维球状结构，球外径约400～600nm，球壳表面粗糙，存在大量孔隙。通过镧盐溶液与六次甲基四胺溶液经过无模板剂水热一步法制得前驱体碱式碳酸镧微球，前驱体碱式碳酸镧微球经焙烧得到三维多孔氧化镧纳米微球。本发明制备的这种氧化镧微球具有独特的三维球结构，结晶性好，分散性好，具有高的比表面积和孔隙率，可用于制造精密光学玻璃、光导纤维，固体电解质燃料电池，电子工业作陶瓷电容器、压电陶瓷掺入剂等。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体是涉及一种具有三维多孔结构的氧化镧微球及其制备方法。

背景技术

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围(1～100nm)或由他们作为基本单元构成的材料。因其特有的性质，如表面与界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，在光、电、磁等诸多领域都有着重要的功能和作用。纳米材料的物理化学性能与其晶体结构、形态学结构以及粒子大小等密切相关，具有独特形貌结构的微纳米材料通常显示优越的物理化学性能，越来越受到人们高度重视。其中，多孔分级微纳米结构的材料因具有较大的比表面积、较低的密度、优良的渗透性和独特的光电及表面性能，是纳米材料科学研究热点之一。

氧化镧纳米材料的形貌结构非常丰富，目前，通过各种各样的制备方法已制备出各种形态结构的氧化镧微纳米材料，如纳米棒状、片状、纳米颗粒状等等，并广泛应用于吸附剂、气敏材料等。其中，具有小尺度，结晶性和分散性较好的氧化镧纳米材料仅有少量的制备方法予以报道，就文献调研，涉及的物理化学制备方法可概括为以下几种方法：

通过对镧系化合物前驱体灼烧获得二维的氧化镧纳米材料。如Xiao等使用以碳酸镧纳米片为前驱体，通过高温灼烧获得氧化镧纳米片的方法。(Yanfei Xiao，Zongyu Feng，Xiaowei Huang，Li Huang，Zhiqi Long，Qiang Wang，Synthesis of lanthanum oxidenanosheets by a green carbonationprocess,Materials Chemistry(2014)59(16):1864–1867)；随后，M.Ghiasi等采用柠檬酸调控的氢氧化镧纳米颗粒作为前驱体，通过热分解的方法制备氧化镧纳米颗粒的方法(M.Ghiasi,A.Malekzadeh,Synthesis,characterization and photocatalytic properties oflanthanum oxy-carbonate,lanthanum oxide and lanthanum hydroxide nanoparticles,SuperlatticesandMicrostructures(2014),S0749-6036(14)00354-1)；ZHANG等通过化学沉积的方法得到镧系氧化物的前驱体，后经高温煅烧得到氧化镧纳米微球(Qiuli ZHANG,Zhenjiang JI,Jun ZHOU,Xicheng ZHAO,Xinzhe LAN,Preparation of Lanthanum Oxide Nanoparticlesby Chemical Precipitation Method，Materials Science Forum(2012)233-236)；Adi等通过氢氧化镧纳米针高温煅烧得到针状氧化镧纳米材料(W A Adi,S Wardiyati and S HDewi，Nanoneedles of Lanthanum Oxide(La2O3):ANovel Functional Material forMicrowave Absorber Material，Materials Science and Engineering 202(2017)012066)

但上述相关的制备方法均存在一定的缺陷，且合成过程复杂，生产价格较高，不具备大规模生产的可能性和必要性。

发明内容

为了克服传统氧化镧纳米材料制备方法所存在的诸多缺陷，本发明的目的在于提出一种具有三维多孔结构的氧化镧多孔微球及其制备方法，制备的纳米材料具有独特的结构，高比表面积以及高孔隙率。