[发明专利]一种钽酸锶铋纳米线的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米线的制备方法。

背景技术

自Aurivillius发现SrBi₂Ta₂O₉(即SBT)以来，由于SBT具有优越的耐疲劳性，较小的矫顽电场，使其成为非易失性存储器的首选材料。目前关于SBT的研究主要集中于纳米薄膜的制备和性能研究。纳米管、纳米线比纳米膜的比表面积大，因而具有较高的吸附能力、且可提高材料的各种性能，如铁电性能、光电性能、磁性能等，已成为当前科研工作者研究的热点。但是SrBi₂Ta₂O₉作为一种四元体系的化合物，其分子结构极为复杂，目前尚无合成钽酸锶铋纳米线的报道。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术无法合成钽酸锶铋纳米线的问题而提供一种钽酸锶铋纳米线的制备方法。

一种钽酸锶铋纳米线的制备方法按以下步骤实现一、按Sr元素、Bi元素和Ta元素1∶2∶2的摩尔比称取醋酸锶、次硝酸铋和乙醇钽，然后放在磁力搅拌器上搅拌18～20h，得澄清透明、稳定的SrBi₂Ta₂O₉前驱体溶胶；二、采用电泳沉积的方法将SBT前驱体溶胶沉积在AAO模板孔内，在室温条件下将电泳两极置入SBT前驱体溶胶，极板间距为1cm，极板间的电压为1～20V，持续处理1～5min；三、取出AAO模板煅烧处理，从室温以3～5℃/min的速度升温到450℃，并保温1h，再继续以5～10℃/min的升温速度升温到700℃，保温0.5h，然后随炉冷却至180℃；四、将煅烧产物放入摩尔浓度为3mol/L的NaOH溶液中，浸泡10～20min，分离，即得到钽酸锶铋纳米线；步骤二中电泳沉积以镀碳膜的AAO模板作为阳极，Pt片作为阴极。

本发明是首次采用电泳沉积SBT凝胶的方法实现了钽酸锶铋纳米线的合成。

本发明利用AAO模板辅助电泳沉积SBT溶胶的方法合成了光滑、均一的钽酸锶铋纳米线，可以根据AAO模板孔径的大小控制纳米线的直径，通过电泳电压和电泳时间控制纳米线的长度。本发明工艺简单且设备简单。

附图说明

图1是具体实施方式十中所得产物钽酸锶铋纳米线连同AAO模板的X射线衍射分析图谱；图2是具体实施方式十一所得到产物钽酸锶铋纳米线的扫描电镜照片；图3是具体实施方式十二所得到产物钽酸锶铋纳米线的扫描电镜照片；图4是具体实施方式十三所得到产物钽酸锶铋纳米线的扫描电镜照片。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式钽酸锶铋纳米线的制备方法按以下步骤实现：一、按Sr元素、Bi元素和Ta元素1∶2∶2的摩尔比称取醋酸锶、次硝酸铋和乙醇钽，然后放在磁力搅拌器上搅拌18～20h，得澄清透明、稳定的SrBi₂Ta₂O₉前驱体溶胶；二、采用电泳沉积的方法将SBT前驱体溶胶沉积在AAO模板孔内，在室温条件下将电泳两极置入SBT前驱体溶胶，极板间距为1cm，极板间的电压为1～20V，持续处理1～5min；三、取出AAO模板煅烧处理，从室温以3～5℃/min的速度升温到450℃，并保温1h，再继续以5～10℃/min的升温速度升温到700℃，保温0.5h，然后随炉冷却至180℃；四、将煅烧产物放入摩尔浓度为3mol/L的NaOH溶液中，浸泡10～20min，分离，即得到钽酸锶铋纳米线；步骤二中电泳沉积以镀碳膜的AAO模板作为阳极，Pt片作为阴极。

本实施方式步骤二中镀碳膜的AAO模板是通过在AAO模板表面喷碳40min实现的。

本实施方式制备的钽酸锶铋纳米线的长度是随着电泳的时间加长而增长的。

本实施方式步骤二中的电泳沉积的方法是采用HBV-7C型双恒电位仪控制仪实现的；在电泳沉积过程中，SBT胶体粒子向AAO电极移动，AAO电极上逐渐沉积上一层白色的SBT溶胶膜；Pt电极一端，不断地有气体产生。

本实施方式加入3mol/L的NaOH溶液的目的是为了腐蚀掉AAO模板。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中搅拌时间为19h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中极板间的电压为2～15V。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中极板间的电压为10V。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。