[發明專利]稀土金屬氫氧化物及氧化物多孔隧道納米管及制備方法

有效

• 申請號: 201610996851.5
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN106495202B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 祝艷;付博;孫予罕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 羅泳文

技術領域

本發明涉及納米材料的制備技術領域，特別是涉及一種稀土金屬氫氧化物及稀土氧化物多孔隧道納米管及其制備方法。

背景技術

稀土納米材料兼具稀土特性和納米特性，具有綜合的優良特性。一維結構的納米材料具有低的維數和高的比表面積，表現出很多奇特的物理性能，稀土氧化物的許多功能如發光性能、催化性能等都受其形態和組成的影響。

隨著納米技術研究的不斷深入，人們發現如果將稀土金屬或其氧化物制備成一維結構，如納米線，納米管，材料將同時具備量子尺寸效應和特殊形態效應。其中稀土金屬及其氧化物納米管，大大增大了比表面積，能夠產生更多的表面界面效應。因此，稀土金屬及其氧化物納米管，比單純的納米顆粒，納米棒具有更加豐富和優異的性能，在光學、電子、催化等領域有著重要的應用前景。

對于稀土金屬氫氧化物及其氧化物納米管，以往報道大部分為單孔道中空，圓柱狀納米管，關于稀土金屬氫氧化物及其氧化物多孔隧道，棱柱狀納米管的制備，國內外尚無報道。

基于以上所述，提供一種具有多孔隧道結構的稀土金屬氫氧化物和稀土氧化物納米管及其制備方法實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種稀土金屬氫氧化物及稀土氧化物多孔隧道納米管及其制備方法，以實現一種管壁光滑，尺寸均一，橫截面為多孔結構，并且在納米管內部形成隧道，分散性好，成分可控，易于收集的稀土金屬氫氧化物及稀土氧化物多孔隧道納米管。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的制備方法，所述制備方法包括步驟：步驟1)，將十六烷基三甲基溴化銨CTAB和去離子水加入反應容器中混合均勻，獲得第一混合液；步驟2)，將稀土可溶性鹽加入所述第一混合液中，攪拌后獲得第二混合液；步驟3)，將沉淀劑加入所述第二混合液中，攪拌后保溫一段時間，洗滌干燥后收集，得到稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管。

作為本發明的稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的制備方法的一種優選方案，步驟1)中，將所述十六烷基三甲基溴化銨CTAB和去離子水進行攪拌混合均勻，攪拌采用的溫度為室溫，攪拌的時間為1～2h。

作為本發明的稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的制備方法的一種優選方案，步驟2)中，所述稀土可溶性鹽為硝酸鹽，氯酸鹽一種或兩種以上的混合鹽。

優選地，所述混合鹽中，任意兩種可溶性鹽用量的摩爾比范圍為1:1～1:3。

作為本發明的稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的制備方法的一種優選方案，步驟3)中，所述沉淀劑為氨水，氫氧化鈉的一種。

作為本發明的稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的制備方法的一種優選方案，步驟3)中，將沉淀劑加入所述第二混合液中，攪拌后在水熱釜中保溫一段時間，水熱溫度為100～150℃，保溫時間為24～36h。

作為本發明的稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的制備方法的一種優選方案，步驟3)中，洗滌采用去離子水和乙醇的一種或兩種。

作為本發明的稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的制備方法的一種優選方案，步驟3)中，采用真空干燥的方式進行干燥，干燥的溫度為40～80℃。

本發明還提供一種稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管，所述稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管為多孔結構，所述多孔結構在所述稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管內部形成隧道。

作為本發明的稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的一種優選方案，所述稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的管徑為200～300nm，壁厚為15～25nm。

本發明還提供一種稀土氧化物多孔隧道納米管的制備方法，包括步驟：依據上述任意一項方案所述的稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管的制備方法制備稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管；以及步驟4)，對所述稀土金屬氫氧化物多孔隧道納米管進行熱處理，獲得稀土氧化物多孔隧道納米管。

作為本發明的稀土氧化物多孔隧道納米管的制備方法的一種優選方案，所述熱處理的溫度為500～700℃，保溫時間為1～6h，環境為有氧環境。

本發明還提供一種稀土氧化物多孔隧道納米管，所述稀土氧化物多孔隧道納米管為多孔結構，所述多孔結構在所述稀土氧化物多孔隧道納米管內部形成隧道。

作為本發明的稀土氧化物多孔隧道納米管的一種優選方案，所述稀土金屬氧化物多孔隧道納米管的管徑為200～300nm，壁厚為15～25nm。

如上所述，本發明的稀土金屬氫氧化物及稀土氧化物多孔隧道納米管及其制備方法，具有以下有益效果：