[发明专利]一种制备稀土石榴石型化合物纳米纤维的方法

权利要求书

1、一种制备稀土石榴石型化合物纳米纤维的方法，其特征在于，选用静电纺丝方法，制备产物为稀土石榴石型化合物纳米纤维，所述的稀土石榴石型化合物有两类，通式分别为A₃B₅O₁₂和A_3-xR_xB₅O₁₂，其中A是一种稀土金属元素，R是不同于A的稀土金属元素，或者为一种，或者为两种，B为其他金属元素，O为氧元素；其步骤为：

一、配制纺丝液

当制备通式为A₃B₅O₁₂稀土石榴石型化合物纳米纤维时，无机盐包括两种，一种稀土金属元素(A)的盐，一种其他金属元素(B)的盐；当制备通式为A_3-xR_xB₅O₁₂稀土石榴石型化合物纳米纤维时，在R采用一种稀土金属元素的情况下，无机盐包括三种，即两种不同稀土金属元素(A、R)的盐，一种其他金属元素(B)的盐；在R采用两种稀土金属元素的情况下，无机盐增加一种；由通式中各金属元素物质的量比决定各无机盐的相对加入量；所述的盐均采用硝酸盐、醇盐或者醋酸盐中的一种；高分子模板剂采用聚乙烯醇或者聚乙烯吡咯烷酮；将所述无机盐及高分子模板剂溶于溶剂中形成纺丝液。该纺丝液的各组成部分的重量配比为：无机盐4～15％，聚乙烯醇或者聚乙烯吡咯烷酮15～25％，其余为溶剂；

二、制备无机盐/高分子模板剂前驱体纤维

采用静电纺丝方法，技术参数为：电压为15～25kV；喷嘴到接收屏的固化距离为10～25cm；

三、制备稀土石榴石型化合物纳米纤维

对所获得的无机盐/高分子模板剂前驱体纤维进行热处理，技术参数为：升温速率为1～2℃/min，在600～900℃温度范围内保温5～15h，之后随炉体自然冷却至室温，至此得到稀土石榴石型化合物纳米纤维。

2、根据权利要求1所述的制备稀土石榴石型化合物纳米纤维的方法，其特征在于，所制备的通式为A₃B₅O₁₂的稀土石榴石型化合物包括三种：

一、钇铝石榴石，简称YAG，与通式对应的分子式为Y₃Al₅O₁₂；

二、钇铁石榴石，简称YIG，与通式对应的分子式为Y₃Fe₅O₁₂；

三、钆镓石榴石，简称GGG，与通式对应的分子式为Gd₃Ga₅O₁₂。

3、根据权利要求1所述的制备稀土石榴石型化合物纳米纤维的方法，其特征在于，所制备的通式为A_3-xR_xB₅O₁₂的稀土石榴石型化合物包括两种：

一、YAG:R³⁺，R³⁺为Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺、Er³⁺/Yb³⁺之一；

二、GGG:R³⁺，R³⁺为Nd³⁺、Eu³⁺之一。

4、根据权利要求1所述的制备稀土石榴石型化合物纳米纤维的方法，其特征在于，溶剂选用去离子水或者N，N-二甲基甲酰胺。

5、根据权利要求1所述的制备稀土石榴石型化合物纳米纤维的方法，其特征在于，高分子模板剂采用分子量为80000的聚乙烯醇或者分子量为1300000或者30000的聚乙烯吡咯烷酮。