本發明公開了一種Ln2(OH)5NO3·nH2O稀土層狀氫氧化物薄膜的直接制備方法。將Ln(NO3)3·6H2O溶解于去離子水中配制成稀土離子濃度為0.005～1mol/L的稀土離子溶液，然后加入添加劑，混合均勻后獲得電沉積溶液，置于水浴中，使其溫度達到所需溫度；在電沉積溶液中插入三電極體系，通過電沉積反應在在工作電極上沉積一層薄膜，將薄膜分別用去離子水、無水乙醇沖洗，然后置于鼓風干燥箱中干燥，制得Ln2(OH)5NO3·nH2O薄膜。本發明操作簡單，相比于先做粉后成膜的傳統方法，極大地簡化了薄膜制備方法，同時避免了粉末形貌對成膜質量的影響；并且本發明提供的方法操作簡單，耗時短，薄膜質量好。
技術領域
本發明屬于材料學技術領域，特別涉及一種Ln2(OH)5NO3·nH2O稀土層狀氫氧化物薄膜的直接制備方法
背景技術
通式為Ln8(OH)20(Am-)4/m·nH2O(Ln：稀土離子；A：電荷平衡陰離子；m＝1-3；n＝6-7)的稀土層狀氫氧化物是一種新型陰離子型層狀化合物，同時兼備了層狀化合物的結構特征以及稀土材料的光、電、磁性能，是光電器件所用透明熒光薄膜的理想構筑單元。
目前制備LRH納米片的方法有水熱合成法、均相沉淀法以及低溫常壓沉淀法。其中，水熱法和均相沉淀法所采用的溫度較高(100-200℃)，依據層狀化合物的結晶習性，溫度高的體系不僅有利于層狀化合物沿ab方向的生長，同時也為沿c-軸方向生長提供了足夠的能量，因而水熱法和均相沉淀法制備的LRH納米片結晶好，厚度也較厚(其二維尺寸分布在0.1-10μm之間，而厚度分布在幾十nm到幾μm之間)，這種類似于剛性的結構不是制備透明熒光薄膜理想的結構單元，后續薄膜的制備還需要經歷插層柱撐、剝離、自組裝的步驟。而低溫常壓沉淀法是在冰水浴(～4-5℃)中合成LRH納米片，由于層狀化合物沿ab方向的生長所需能量較低，而沿c-軸方向生長所需能量較高，因而低溫沉淀法限制了LRH納米片沿c-軸的生長，所獲納米片較薄(3-5nm)，但由于合成體系能量較低，所獲LRH納米片容易團聚在一起，呈現為3D花樣形貌，因而不具備制備透明熒光薄膜的理想形貌。
目前制備LRH透明熒光薄膜的方法需要經歷以下步驟：1)LRH納米片的合成，采用水熱法或者均相沉淀法制備LRH納米片，合成溫度為100-200℃，合成時間為12-72h；2)LRH納米片的插層柱撐，在常溫下或者水熱環境下進行離子交換，將有機大離子插入層間以增大層間距，通常采用的有機大離子有十二烷基磺酸根DS-、油酸根等，由于LRH層板的電荷密度較大，因而插層完全所需要的時間較長(24-72h)，置換后LRH的層間距由原來的～0.9nm增加到～2.4nm，預示了良好的可剝離性；3)剝離，將插層化合物置于(如甲酰胺、甲苯有機溶劑等)中，并施以一定的機械擾動力或者采用超聲震蕩的方法削弱層間作用力使LRH基本單元納米片(一個層板)脫離其原來長程有序的結構，以孤立的狀態存在；4)以剝離開來的基本單元納米片作為基本結構單元，采用離心甩涂或者浸漬提拉涂布技術在經過浸潤預處理的石英基底上制備LRH透明熒光薄膜并通過層層疊加的方式控制膜厚。
綜上，制備LRH透明熒光薄膜需要經歷合成、插層柱撐、剝離以及組裝成膜的步驟，整個過程耗時較長，且在每個步驟需要消耗大量的能源動力，此外還存在插層難且插層不完全以及剝離過程中由于機械作用導致的納米片破碎等現象，因而在極大程度上影響薄膜的質量。
發明內容
