[发明专利]一种自组装麦穗状SmCO3(OH)纳米材料的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种自组装麦穗状Sm₂CO₃(OH)纳米材料的制备方法。

【背景技术】

Sm₂CO₃(OH)是一种白色粉末，不溶于水，易溶于无机酸，至今鲜有报道。Sm₂O₃作为一种宽禁带稀土金属氧化物半导体材料，在微电子、光电子领域有广阔的应用前景。Sm₂O₃的合成活化能较高，液相合成法难以一步直接得到目标产物，而得到其中间产物Sm₂CO₃(OH)，它作为典型稀土金属化合物也有着优异的独特的光、电、磁和化学特性，在光催化降解有机物方面也有着较优异的性能。

目前所报道的制备纳米材料的方法主要为均匀沉淀法[Yin S,Ihara K,Aita Y,et al.Visible-light induced photocatalytic activity of TiO₂-xAy(A＝N,S)prepared by precipitation route[J].Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry,2006,179(1):105-114.]、溶胶-凝胶法[Yu J,Zhao X,Zhao Q.Effect of surface structure on photocatalytic activity of TiO₂thin films prepared by sol-gel method[J].Thin Solid Films,2000,379(1):7-14.]、水热法[Yu J,Kudo A.Effects of structural variation on the photocatalytic performance of hydrothermally synthesized BiVO₄[J].Advanced Functional Materials,2006,16(16):2163-2169.]。其中均匀沉淀法所得产物的结晶性相对较弱且产物粒径分布较宽；溶胶-凝胶法反应周期太长，而且所得产物后处理工艺相对比较繁琐。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种自组装麦穗状Sm₂CO₃(OH)纳米材料的制备方法，反应介质为水，安全性高，可行性强，操作简单。利用微波加热使反应更充分均匀，加热更快，制得的Sm₂CO₃(OH)纯度高、结晶性强、形貌较好，且具有较好光催化活性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种自组装麦穗状Sm₂CO₃(OH)纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将分析纯Sm(NO₃)₃·6H₂O溶于去离子水中制得Sm³⁺浓度为0.5～2mol/L的溶液A；

2)在磁力搅拌条件下向溶液A中加入碱溶液调节其pH至8～11；

3)充分搅拌后将反应前驱液置于聚四氟乙烯内衬中，密封水热反应釜后将其放入微波水热反应仪中，在100～200℃下反应1～2h，反应结束后自然冷却至室温；

4)产物依次用去离子水和无水乙醇离心洗涤，收集产物并真空干燥，得麦穗状Sm₂CO₃(OH)纳米材料。

本发明进一步的改进在于：步骤3)中填充率为35％～50％的填充率为35％～50％。

本发明进一步的改进在于：步骤4)中产物依次用去离子水和无水乙醇离心洗涤4～6次。

本发明进一步的改进在于：步骤4)中产物于60～80℃下真空干燥0.5～2h。

本发明进一步的改进在于：所述碱溶液为NaCO₃溶液。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：