[发明专利]一种铕掺杂的硼酸钇纳米管束材料的制备方法

说明书

本公开属于多功能纳米材料的制备领域，具体涉及一种铕掺杂的硼酸钇纳米管束材料的制备方法。本公开提供了一种通过水热合成法制备的YBO₃:Eu纳米管束，具体包括将钇盐及铕盐及硼酸混合后得到硼酸盐溶液，向硼酸盐溶液中加入碱剂及表面活性剂后经水热合成反应制得。本公开提供的制备方法简便环保、无需另外加入模板，制备得到的YBO₃:Eu纳米管材料具有较小的尺寸及管状特征。

技术领域

本公开属于多功能纳米材料的制备领域，具体涉及一种铕掺杂的硼酸钇(YBO₃:Eu)低维纳米管束材料及制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

低维纳米材料是在三维空间中至少有一个维度的尺度处于纳米量级，包括零维的量子点；一维的纳米管、纳米线、纳米带和二维的纳米管等，由于具有非常优良的性质以及在不同领域的应用而被广泛的研究。尤其以纳米管最为显著，在力学、电学、磁学等方面具有明显的优越性。迄今为止有很多种方法制备各种纳米管，其中包括：直流电弧法、气相沉积法用、高温反应法、凝胶溶胶法与水热反应可以制备钒氧化物纳米管等。上述制备纳米管的操作工艺繁琐、合成条件严苛等缺点使得纳米管不易于商业化生产。现阶段，水热合成法是使用较为普遍的一种方法，优点在于：明显的降低反应温度、操作流程简单、形貌易于控制、环境污染少、易于商业化生产等。

一般来说，纳米管的形成和它自身的层状结构有关，如二硫化钨纳米管、氮化硼纳米管的形成。这些纳米管的形成是在特定的条件下，由层状结构经过适当的处理形成片状，随着反应的进行，体系的能量不断增加，为降低自身的自由能，这些片就发生卷曲，最后得到纳米管。但是，也有一些纳米管状结构的形成不是以化合物自身的层状结构为基础通过卷曲形成，而是以一定结构的化合物为模板经过特定处理后形成的。另外，还有一类是合理利用具有各向异性晶体结构物质的取向生长特性来合成纳米管。

发明内容

针对上述技术问题，本公开提供了一种YBO₃:Eu纳米管材料及制备方法，该制备方法操作简单、反应能耗低、环境友好，符合绿色化学的概念。

为了实现上述技术效果，本公开提供以下技术方案：

本公开第一方面，提供一种YBO₃:Eu纳米管材料的制备方法，该YBO₃:Eu纳米管将钇盐、铕盐及硼酸混合后得到硼酸盐溶液，向硼酸盐溶液中加入碱剂及表面活性剂后经水热合成反应制得。

如附图1所示，本公开提供的是一种管状结构的YBO₃:Eu纳米材料，本领域内公开的YBO₃:Eu纳米材料包括球形材料及树枝状材料，尚未公开过一种管状材料的制备方法。水热合成法为材料领域常用的制备方法，同时本领域技术人员熟知，水热合成条件下，反应处于分子水平，通过均相成核作用形成新的结构，当反应体系成分改变，其晶核的生长结果具有不可预见性。

优选的，上述制备方法具体步骤包括：配置一定浓度的钇盐和铕盐溶液备用，向配置好的钇盐溶液中分别加入铕盐溶液和硼酸，搅拌使其充分溶解获得一定浓度的稀土硼酸盐溶液；取稀土硼酸盐溶液加入一定量的表面活性剂，转移至反应釜中剧烈搅拌一段时间，搅拌同时加入碱剂使反应体系最终pH为7-12。搅拌完毕后，将反应釜置于高温环境中反应一段时间既得。

优选的，上述钇盐为可溶于水并能够释放出Y³⁺的化合物；进一步优选的，为硝酸钇、氯化钇、醋酸钇中的一种或几种的混合物。

优选的，上述铕盐为可溶于水并能够释放出Eu³⁺的化合物；进一步优选的，为硝酸铕、氯化铕、醋酸铕中的一种或几种的混合物。