[發明專利]一種溶膠-凝膠法制備Sm2O3納米陣列的方法

有效

• 申請號: 201310284860.8
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103351018A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 殷立雄;王丹;黃劍鋒;郝巍;李嘉胤;曹麗云;吳建鵬
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種制備Sm₂O₃納米陣列的方法，特別涉及一種溶膠-凝膠法制備Sm₂O₃納米陣列的方法。

背景技術

Sm₂O₃是一種淡黃色粉末，化學性質穩定，不溶于水，易溶于無機酸。Sm₂O₃是新一代的能量轉化材料和光電薄膜材料。高度有序的Sm₂O₃納米陣列的光電性能更加優異，在電子器件和光導器件的理論和應用方面具有重要的意義，在光學材料、垂直磁性記錄材料、鋰電池的電極材料和光催化劑等方面有著廣闊的應用前景。

目前所報道的主要為制備Sm₂O₃光電薄膜的方法，常見的有真空蒸鍍[V.A.Rozhkov,A.Yu.Trusova,I.G.Berezhnoy.Silicon?MIS?structures?using?samarium?oxide?films.Thin?Solid?Films,325(1998)151–155]、氣氛蒸鍍的方法[A.A.Dakhel.dielecyric?and?optical?properties?of?samarium?oxide?thin?films,Journal?of?Alloys?and?Compounds,365(2004)233-239]、水熱法[黃艷,黃劍鋒,曹麗云,陳東旭,吳建鵬.水熱法制備Sm₂O₃微晶薄膜,人工晶體學報,2007,36(3):627-630]和溶膠-凝膠法[黃劍鋒，黃艷，曹麗云，賀導艷，吳建鵬，賀海燕.溶膠-凝膠法制備Sm₂O₃光學薄膜,硅酸鹽學報,2006,34(11):1341-1344]。真空蒸鍍的方法是在真空條件下加熱Sm₂O₃，在低溫基板上沉積獲得Sm₂O₃薄膜。氣氛蒸鍍的方法是在氧氣氣氛下加熱Sm₂O₃，在低溫基板上沉積獲得Sm₂O₃薄膜。這兩種方法對設備要求都很高，設備儀器比較昂貴，由于蒸鍍在整個容器中存在，對Sm₂O₃原料的利用率很小。水熱法制備Sm₂O₃薄膜，壓力不易獲得，反應時間長。溶膠-凝膠法制備Sm₂O₃薄膜，膜的均勻性好，反應在低溫下進行，工藝設備簡單，易于控制和便于實現大規模生產。

Sm₂O₃納米陣列作為一種特殊結構的Sm₂O₃薄膜材料，具有更加優異的光、電及化學特性，而關于Sm₂O₃納米陣列的制備方法還未見報道過。

發明內容

本發明的目的是提供一種溶膠-凝膠法制備Sm₂O₃納米陣列的方法。采用此方法制備Sm₂O₃納米陣列，對實驗條件要求較低且操作簡便。可制備出高度有序、結構可控、無可視缺陷、結合力好、光電性能優異的Sm₂O₃納米陣列。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

步驟一：將分析純的Sm(NO₃)₃·6H₂O加入30mL去離子水中攪拌制得Sm³⁺濃度為0.01～0.25mol/L的透明溶液；

步驟二：采用氨水溶液調節透明溶液的pH值至4.5～7.0后攪拌形成溶膠，再向溶膠中加入0.5～2.0mL的聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻；

步驟三：將孔徑為20～80nm，模板直徑為Φ25～50mm，納米孔徑長度為10～20μm的AAO模板用上述溶膠充分浸潤，并與清洗干凈的ITO導電玻璃基板粘結后，置于高溫干燥箱中，在60～80℃下干燥使溶膠緩慢失水變成凝膠，再于300～400℃下熱處理1～3h后隨爐冷卻；