[发明专利]一种钒酸钆纳米线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钒酸钆纳米线及其制备方法，属于纳米材料制备技术领域。该钒酸钆纳米线由四方GdVO₄晶相构成；所述纳米线的直径为40～150nm、长度大于10μm。该纳米线的制备方法是首先将铜片固定于反应容器中间，然后将氯化钆、钒酸钠与水混合后置于反应容器内并密封，通过微波加热、保温，从而得到了表面含有绿色沉积物的铜片；随后将混合均匀的氯化钆与钒酸钠置于微波气氛炉的反应容器内，铜片置于反应容器的水冷低温区，并密封反应容器，将反应容器加热、保温。本发明采用两步反应过程，制备过程简单，钒酸钆纳米线可以作为电极材料、催化材料、光学材料，在电化学传感器、催化领域及光学器件方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种钒酸钆纳米线及其制备方法。

背景技术

钒酸盐具有良好的电化学、电学、催化、光学等性能，能够作为电极材料、催化材料，在电化学传感器、固体燃料电池、催化、光学器件等领域具有良好的应用前景。钒酸钆作为重要的钒酸盐，引起了人们的研究兴趣。有文献(胡大伟,王正平,张怀金,许心光,王继扬,邵宗书.GdVO₄晶体的受激拉曼散射.中国激光,35(2018)11-16.)报道了采用熔体提拉法制备出了钒酸钆单晶，所得钒酸钆单晶具有良好的受激拉曼散射效应，可望用于全固态自拉曼激光器。不同于传统的块体钒酸钆材料，纳米级尺寸的钒酸钆，例如钒酸钆纳米线可望具有比块体钒酸钆材料更优的性能，可以作为光学材料、电极材料、催化材料，在光学、电化学传感器、催化等领域具有良好的应用前景。然而，目前还未有关于钒酸钆纳米线的报道。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种钒酸钆纳米线。

本发明提供了一种钒酸钆纳米线，其由四方GdVO₄晶相构成；所述纳米线的直径为40～150nm、长度大于10μm。

本发明同时提供了上述钒酸钆纳米线的制备方法，具体步骤是：

步骤1：以氯化钆、钒酸钠作为原料，水为溶剂，铜片作为沉积衬底，首先将铜片固定于反应容器中间，然后将氯化钆、钒酸钠与水混合后置于反应容器内并密封，通过微波加热于温度200～300℃、保温0.5～1.5h，从而得到了表面含有绿色沉积物的铜片；

所述氯化钆与钒酸钠的摩尔比为1:1；

所述氯化钆、钒酸钠的总重量占水重量的10～20％；

所述氯化钆、钒酸钠和水总量占反应容器的填充度为20～40％；

步骤2：将步骤1得到的表面含有绿色沉积物的铜片作为沉积衬底，氯化钆、钒酸钠作为原料，氩气作为载气，首先将氯化钆与钒酸钠混合均匀，然后将氯化钆与钒酸钠的混合粉末置于微波气氛炉的反应容器内，铜片置于反应容器的水冷低温区，并密封反应容器，将反应容器加热至1300～1400℃，保温2～3h，氩气流速为15～30cm³/min，最终在铜片表面得到了絮状绿色沉积物，即为钒酸钆纳米线；

所述氯化钆与钒酸钠的摩尔比为1:1。

本发明的科学原理如下：