[发明专利]CeOCl纳米颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对已合成纳米颗粒进行可控转化成新纳米颗粒的制备方法，尤其涉及一种通过阴离子交换对已合成的CeO₂纳米颗粒进行可控转化合成CeOCl纳米颗粒的制备方法。

背景技术

近年来，通过离子交换法合成新型纳米结构已取得了一定成果。通过离子交换对已给的纳米结构进行转化，交换已给纳米结构组成中的部分离子来形成新的含有不同组成的纳米结构。Dong Hee Son等人在常温下将甲苯液中混合CdS、CdSe、CdTe纳米颗粒和溶有AgNO₃的甲醇溶液，通过Ag⁺和Cd²⁺离子进行的阳离子交换，得到了Ag₂Se纳米颗粒，虽然纳米的大小变大但保留了原来纳米结构的形貌。Bryce Sadtler，等人通过Cu²⁺与Cd²⁺离子的交换对已合成的CdS纳米棒结构进行转化，并通过控制Cu²⁺离子的浓度实现CdS部分或全部转化生成CuS纳米棒结构，形成最终的CuS或CdS-CuS纳米棒结构。Pedro H.C.Camargo等人通过阳离子交换对已合成的SeAg₂Se核壳形纳米球对进行转化，Zn、Cd、Pb等离子与Ag离子交换形成了SeMSe(M＝Zn、Cd、Pb)核壳形结构，保留了原来的结构大小但组成发生了变化。JungwonPark等人通过阴离子交换对ZnO纳米结构进行转化，ZnO纳米结构与硫化物前体发生柯肯德尔效应获得了ZnS纳米结构，保留了原来ZnO纳米结构但形成中空结构。Dolczik and等人通过气固相反应中阴离子交换实现ZnO到ZnS薄膜的转化，并进一步将ZnS通过阳离子转化形成Cu₂S，、Sb₂S₃、Ag₂S等纳米结构，并保留了原来的纳米结构形貌。从文献报导中不难看出，通过离子交换对已合成纳米结构的转化并可控合成新型纳米结构，这种可实现的离子交换只存在于硫化物纳米结构的阳离子交换和气固相反应中阴离子交换当中。在溶液中，通过阴离子交换对已给纳米结构进行可控转化合成新型纳米结构的方法还没有报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能在溶液通过阴离子交换对已给的CeO₂纳米颗粒结构进行可控转化合成CeOCl纳米颗粒的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该CeOCl纳米颗粒的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

1)首先将用水热法合成的15～30ml含有CeO₂纳米颗粒甲苯溶液在1000～3000rpm下离心8～12分钟，取上清液；向上清液中加入20～30ml乙醇，在6000～8000rpm离心8～12分钟，取离心沉淀物；将得到的离心沉淀物分散在10～15ml甲苯中，然后加入25～35ml乙醇，6000～8000rpm条件下离心8～12分钟，得到的沉淀物即为CeO₂纳米颗粒；上述CeO₂纳米颗粒甲苯溶液中CeO₂的含量为0.125～0.25mmol；

将上述CeO₂纳米颗粒分散于20～30ml十八烯中，得到浓度为0.004～0.008mmol/ml的CeO₂溶液；

2)向CeO₂溶液中加入含卤素源物质、还原剂和保护剂，得到反应混合体系，在氮气保护下用磁力加热器搅拌加热到200～300℃，保温0.5～8小时；

3)保温结束后取10～15ml反应混合体系，加入30～40ml丙酮，6000～8000rpm下离心8～12分钟；向离心沉淀中加入30～45ml乙醇溶液，超声分散后，6000～8000rpm下离心8～12分钟，取沉淀物；

4)将离心得到的沉淀物分散在5～8ml甲苯中，加入15～20ml丙酮，3000～4000rpm下离心8～12分钟，取沉淀物；

5)将步骤4)重复5～6次，最后一次得到的沉淀物即为CeOCl纳米颗粒；

上述还原剂为1，2-十六烷二醇，用量为0～1.54mmol；

所述的保护剂为油胺或油胺和油酸的混合物；单独使用油胺为保护剂时，用量为0.5～2.5mmol；使用油酸和油胺的混合物为保护剂时，5＞油胺(ml)：油酸(ml)＞1。