[发明专利]一种氧化钇纳米束状晶须的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化钇纳米束状晶须的制备方法，属于材料制备领域。一种氧化钇纳米束状晶须的制备方法，所述方法采用电脉冲辅助液相沉淀法，以硝酸钇为母盐溶液，以碳酸氢铵为沉淀剂，在沉淀过程中对溶液施加电流大小0.5～15A，频率为0.1～10kHz的脉冲电流，可制得长径比大、结晶程度高的氧化钇纳米束状晶须。采用该方法所制备的氧化钇形貌可控，晶须形态及粒径分布均一，这是采用传统的制备方法很难达到的效果，且工艺简单、成本较低。

技术领域

本发明涉及一种氧化钇纳米束状晶须的制备方法，属于材料制备领域。

背景技术

由于稀土具有优异的光、电、磁等特性，使其能与其他材料一起研制开发出性能各异、品种繁多的新型材料，并能大幅度地提高相关材料和制品的质量和性能，已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素。稀土有着工业维生素、工业黄金之美誉，是一种重要的战略资源。我国是世界上稀土资源最为丰富的国家，探明的稀土储量高居世界第一，且轻、中、重稀土品类齐全，有着得天独厚的资源优势。然而我国在稀土高附加值的应用以及在高技术、新材料方面中的应用与世界先进水平相比仍有一定差距。

在众多稀土资源中，钇是地壳中含量较多的一种稀土元素。随着对稀土研究的日益广泛和深入，氧化钇作为一种非常重要的稀土氧化物资源，其在新材料特别是功能材料研究方面的重要作用日渐凸显。氧化钇具有优良的光、电、磁、力学及高温化学稳定性等性能，在磁性材料、光学玻璃、陶瓷材料、高亮度荧光粉、显像管涂料、薄膜电容器、特种耐火材料，以及高压水银灯、激光、储存元件等材料中有着较为广泛的应用。由于氧化钇粉体的形态、粒径及粒度分布对于氧化钇材料的结构和形态，进而实现其某种功能特性起着决定性作用，因此，对氧化钇粉体的制备方法提出了形态大小可控和防止团聚等较高的要求。因而，氧化钇粉体结构与形态的可控性已经成为实现氧化钇材料性能可控，从而制备相应高性能功能材料与器件的决定性因素。

制备粒度均匀、分散性好、形貌可控、微/纳米超细氧化钇粉体是目前研究的热点。在固相、液相、气相三大类方法中，液相法是制备氧化钇超细粉体的一种最为常用的方法，然而对制备出形貌可控、不团聚的氧化钇粉体仍存在一定难度。因而有必要探索新的制备方法，以制备出符合相关性能要求的氧化钇粉体。目前，诸多方法所制备出的氧化钇粉体多为球形、棒状颗粒，而制备氧化钇纳米束状晶须还鲜有报道。此外，在沉淀法制备粉体过程中，利用外加脉冲电流细化粉体晶粒尺寸大小、调控晶粒微观组织结构的研究尚未有相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化钇纳米束状晶须的制备方法，采用该方法所制备的氧化钇形貌可控，晶须形态及粒径分布均一，这是采用传统的制备方法很难达到的效果，且工艺简单、成本较低。

本发明制备氧化钇纳米束状晶须主要基于以下机理：

在制备氧化钇前驱体Y₂(CO₃)₃·2H₂O的反应体系中，由Y³⁺、NH₄⁺、NO₃^-、CO₃^2-，H₂O分子以及由(Y³⁺OH^-、H⁺CO₃^2-、Y³⁺CO₃^2-)离子对组成的团簇构成。这些团簇的外电子层在脉冲电流的作用下发生反复的畸变和松弛，团簇壳层畸变将导致团簇一侧的外电子层电位的降低，导致团簇与它周围离子对间的作用增强，降低了离子对与团簇间相结合的“位垒”，从而促进了团簇与其周围离子对间的结合，即本发明中Y³⁺得到更多与CO₃^2-结合的机会。