[发明专利]一种稀土改性纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土改性纳米材料的制备方法，将钨酸铵溶解于浓度为0.4‑0.8mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入硝酸镧、硝酸铈、硝酸钕和硝酸钇，常温搅拌混合20‑50min；随后转移至水热反应釜中，以速率1‑3℃/min升温至200‑250℃下反应3‑6h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，将得到的产物离心分离，去离子水洗涤，于80‑100℃下干燥4‑8h，得到所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇；将凹凸棒土和乙二醇单丁醚混合，于35‑50℃下超声处理15‑35min，得到混合均匀的液体A；将纳米钨酸镧/铈/钕/钇、液体A、醋酸钠和聚乙二醇混合，转入聚四氟乙烯反应釜中，密封，在230‑280℃下反应3‑6h，后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述稀土改性纳米材料。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，特别涉及一种稀土改性纳米材料的制备方法。

背景技术

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。一方面，纳米材料具有较高的表面-体积比，从而具有很高的化学活性；另一方面，以纳米线为例，其具有较高的长径比，在一个维度方向上粒子传输不存在约束，有利于技术上的应用。另外，英国《自然-材料》(Nature Materials，2007年第6期，841页)指出，材料的物理化学性质开发不仅取决于自身的形状和尺寸，也取决于组装体的协同。美国《纳米快报》(Nano Letters，2010年第10期，5103页)指出，利用界面组装技术可以有效降低体系熵值、从而使杂乱的超长柔性纳米线得到有序的排列组装体。因此，纳米材料的可控合成、有效组装，以及基于纳米材料的器件设计和性能研究成为相关材料走向实用化的前提和保障之一。

稀土(rare earth)有工业维生素的美称。现如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。现有稀土改性类纳米材料在制备工艺上较为繁琐，且结构不稳定、孔隙结构不好等问题。

发明内容

针对现有技术中传统稀土改性纳米材料存在上述的不足，本发明的目的是提供一种稀土改性纳米材料的制备方法，改善纳米材料的孔隙结构及结构稳定性。

为实现本发明目的技术方案如下：

一种稀土改性纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将20-30份钨酸铵溶解于40-60份浓度为0.4-0.8mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入4-8份硝酸镧、3-7份硝酸铈、2-5份硝酸钕和5-10份硝酸钇，常温搅拌混合20-50min；

S2：随后转移至水热反应釜中，以速率1-3℃/min升温至200-250℃下反应3-6h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，将得到的产物离心分离，去离子水洗涤，于80-100℃下干燥4-8h，得到所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇；

S3：将5-10份凹凸棒土和15-25份乙二醇单丁醚混合，于35-50℃下超声处理15-35min，得到混合均匀的液体A；

S4：将步骤S2中所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇、步骤S3中液体A、10-15份醋酸钠和20-30份聚乙二醇混合，转入聚四氟乙烯反应釜中，密封，在230-280℃下反应3-6h，后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述稀土改性纳米材料。

优选的，步骤S1中所述将25份钨酸铵溶解于50份浓度为0.65mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入5份硝酸镧、6份硝酸铈、3份硝酸钕和8份硝酸钇。

优选的，步骤S1中所述常温以速率550r/min搅拌混合35min。