[發明專利]硼酸鹽納米材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011185456.1
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112210371B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 陳萬平
• 申請（專利權）人: 湖南第一師范學院
• 主分類號: C09K11/63
• 分類號: C09K11/63;C09K11/78;C09K11/80;B82Y30/00;B82Y40/00;B01J23/10
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 隆前進

本發明涉及一種硼酸鹽納米材料及其制備方法與應用。該納米材料的制備方法中，先將水溶性金屬鹽、聚乙烯醇、硼酸及水混合后，制得混合溶液；然后將混合溶液進行配位反應，得到反應液；最后將反應液干燥，煅燒，得到硼酸鹽納米材料。其中，聚乙烯醇具有長鏈結構，且沿著長鏈均勻分布羥基，而聚乙烯醇上的羥基與硼酸中的硼原子具有配位反應的特點，二者配位反應，從而將硼酸接在聚乙烯醇的長鏈上，形成鏈狀的配合物，充當繼續反應的模板，進一步地，鏈狀的配合物上的硼酸離子與水溶性金屬鹽中的金屬離子反應形成硼酸鹽，進而得到具有納米棒、納米線或納米帶等形態的硼酸鹽一維納米材料。

技術領域

本發明涉及納米材料技術領域，特別是涉及一種硼酸鹽納米材料及其制備方法與應用。

背景技術

一維納米材料是指在三維空間中有兩個維度的尺度處于納米量級的納米材料，包括一維的納米棒、納米線或納米帶等，由于具有非常優良的性質及廣泛的應用范圍而成為研究熱點。目前制備一維納米材料的方法包括：電弧法、氣相沉積法用、溶膠-凝膠法、微乳法、模板法及水熱法等。

YBO₃:Eu是一種重要的稀土硼酸鹽納米材料，在照明、顯示及探測等領域具有重要的應用。其中硼酸鹽材料的形態，對其催化性能或發光性能具有重大影響。然而，目前的制備技術的制得的硼酸鹽催化材料多為球形納米粒子，大大限制了其應用范圍。

因此，如何研發能制的具有納米棒、納米線或納米帶等形態的硼酸鹽納米材料的制備方法具有重要意義。

發明內容

基于此，本發明提供了一種硼酸鹽納米材料及其制備方法與應用。該硼酸鹽納米材料的制備方法能制得具有納米棒、納米線或納米帶等形態的一維納米材料。

本發明的技術方案如下。

本發明的一方面提供了一種硼酸鹽納米材料的制備方法，包括以下步驟；

將水溶性金屬鹽、聚乙烯醇、硼酸及水混合，制得混合溶液；

將所述混合溶液進行配位反應，得到反應液；及

將所述反應液干燥，煅燒，得到硼酸鹽納米材料。

在其中一個實施例中，所述配位反應的條件為：于25℃～180℃下反應0.5h～24h。

在其中一個實施例中，所述硼酸的質量為所述聚乙烯醇質量的1％-30％。

在其中一個實施例中，在所述混合步驟中，通過加入pH調節劑將所述混合溶液的pH值控制在7～14。

在其中一個實施例中，其特征在于，所述水溶性金屬鹽中的金屬選自鉀、鈣、鋇、鈉、鎂、鋁、錳、鋅、鉻、鐵、鈷、鎳、錫、鉛和稀土金屬中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述煅燒的條件為：于300℃～1200℃下煅燒0.5h～36h。

本發明的另一方面提供了一種硼酸鹽納米材料，所述硼酸鹽納米材料為納米棒、納米線或納米帶。

在其中一些實施例中，所述硼酸鹽納米材料至少包括一種主體金屬離子及一種摻雜金屬離子；所述主體金屬離子選自Y³⁺、Ba²⁺和Al³⁺中的至少一種，所述摻雜金屬離子為Eu³⁺。

在其中一些實施例中，所述硼酸鹽納米材料為YBaB₉O₁₆:Eu納米材料、YAl₃(BO₃)₄:Eu納米材料、BaB₄O₇:Eu納米材料或YBO₃:Eu納米材料。

本發明還提供了上述的硼酸鹽納米材料在制備照明材料、或顯示材料或探測材料時的應用。