[发明专利]具有低价态掺杂剂的金属氧化物的纳米线的制备方法

权利要求书

1.一种用于制备掺杂低价态金属离子的金属氧化物的纳米材料的方 法，所述方法包括如下步骤：

a)将金属盐前体和掺杂剂前体混合，所述金属盐前体包含属于IIA、IIIA 或IIIB族的金属的盐，所述掺杂剂前体为一种或多种包含镧系元素的盐， 其中如果所述金属盐前体包含镧系元素的盐，所述掺杂剂前体包含的镧系 元素不同于所述金属盐前体包含的镧系元素，

b)将作为氧化剂的上述的金属盐前体和掺杂剂前体，与活性炭和易燃 有机燃料一起在水中均匀化，以得到糊状物质，

c)在特别设计的容器中，将上述在步骤(b)中获得的均匀化的物质加热， 其中所述容器是具有封闭的底部的圆柱状容器，该容器上部的直径与下部 直径的比为1.05-1.10，有一个固体盖子，该固体盖子平稳地搁置在由容器 的两个直径的差别产生的凸缘上，在加热过程中，释放气体时，将盖子举 起，之后当燃烧反应结束时，盖上以阻止外部气体的进入，其中所述加热 由可以基于电能或化学能的加热器在200℃-1000℃的范围内的温度均匀 进行一定时间，直至产生亮黄色的火焰，并且从所述容器的顶部除去挥发 性气体，

d)将上述容器冷却，并且将纳米材料的绒毛状物质移出，所述纳米材 料处于具有低价态镧系元素的掺杂剂的所需金属氧化物的纳米线的形式。

2.根据权利要求1的方法，其中所使用的金属的盐选自硝酸盐、乙酸 盐、草酸盐、碳酸盐。

3.根据权利要求1的方法，其中所使用的金属的盐是硝酸盐。

4.根据权利要求1的方法，其中所使用的金属盐中的所述金属选自钙、 锶、钇、铝以及它们的任意混合物。

5.根据权利要求1的方法，其中所使用的掺杂剂的前体是选自铕、铈、 钕、镝或它们的任意混合物中的镧系元素的盐。

6.根据权利要求1的方法，其中所使用的易燃有机燃料选自尿素、肼、 柠檬酸和甘氨酸。

7.根据权利要求1的方法，其中所使用的易燃有机燃料是尿素。

8.根据权利要求1的方法，其中用于燃料燃烧的温度在200℃-600℃ 的范围内。

9.根据权利要求1的方法，其中所使用的活性炭的量在所述前体中所 使用的全部金属盐的0.1-5.0mol％的范围内。

10.根据权利要求1的方法，其中将在步骤(c)中获得的绒毛状并且体 积大的物质碎成粉末，以获得所需金属氧化物材料的纳米线。

11.根据权利要求1或10的方法，其中所需金属氧化物材料的纳米线 的尺寸受燃料与氧化剂的比率控制。

12.根据权利要求1或11的方法，其中所使用的燃料与氧化剂的摩尔 比率在0.5-7.0的范围内。

13.根据权利要求1或11的方法，其中所使用的燃料与氧化剂的摩尔 比率为2.0。

14.根据权利要求1的方法，其中所得到的所需金属氧化物材料的纳 米线的尺寸在3-15nm的范围内。

15.根据权利要求1的方法，其中所使用的容器由氧化铝、石英、陶 瓷或不锈钢制成。

16.根据权利要求1的方法，其中所使用的容器由石英制成。

17.根据权利要求1或15的方法，其中所使用的容器能够经受住200℃ -1200℃的高温。

18.根据权利要求1的方法，其中所得到的金属氧化物的纳米材料具 有掺杂剂金属离子，所述掺杂剂金属离子为Eu⁺²、Ce⁺³、Nd⁺²、Dy⁺²的低 价态。

19.根据权利要求1的方法，其中所得到的金属氧化物的纳米材料用 于磁性、发光和半导体的应用。