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1、(10)申请公布号 CN 102897819 A(43)申请公布日 2013.01.30CN102897819A*CN102897819A*(21)申请号 201210401733.7(22)申请日 2012.10.19C01F 17/00(2006.01)B82Y 40/00(2011.01)(71)申请人陕西科技大学地址 710021 陕西省西安市未央区大学园1号(72)发明人王勇 黄剑锋 殷立雄 郝巍李嘉胤 吴建鹏 曹丽云(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司 61200代理人陆万寿(54) 发明名称一种溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法(57) 摘要一种溶剂热法制备立方。
2、相Sm2O3纳米晶的方法，将Sm(NO3)36H2O加入乙二醇中制得溶液A；用NaOH溶液调节溶液A的pH值为713形成前驱溶液；将前驱溶液倒入水热釜中，然后密封水热釜，控制溶剂热温度为120220，压力为220MPa，反应648小时，反应结束后自然冷却到室温；取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤后置于5070干燥得立方相Sm2O3纳米晶。由于本发明制备Sm2O3纳米晶反应在液相中一次完成，不需要后期的晶化热处理，从而避免了Sm2O3纳米晶在热处理过程中可能导致的团聚、晶粒粗化以及气氛反应引入杂质等缺陷，且工艺设备简单。(51)Int。
3、.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页1/1页21.一种溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法，其特征在于包括以下步骤：1）将分析纯的Sm(NO3)36H2O加入乙二醇或乙二醇与水的混合溶剂中搅拌制得Sm3+浓度为0.22.0mol/L的溶液A；2）将溶液A在4565加热搅拌下用NaOH溶液调节溶液A的pH值为713，继续搅拌形成前驱溶液；3）将前驱溶液倒入水热釜中，填充度控制在5060，然后密封水热釜，将其放入电热鼓风干燥箱中，控制溶剂热温度为120220，压力为220MPa，反应。
4、648小时，反应结束后自然冷却到室温；4）打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤46次后置于5070的电热真空干燥箱内干燥得立方相Sm2O3纳米晶。2.根据权利要求1所述的溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法，其特征在于：所述步骤1）采用磁力搅拌器搅拌。3.根据权利要求1所述的溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法，其特征在于：所述步骤1）先将分析纯的Sm(NO3)36H2O溶解于去离子水中，然后再将其加入乙二醇或乙二醇与水的混合溶剂中。4.根据权利要求1所述的溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法，其特征在于：所述。
5、步骤1）所述步骤一乙二醇与水的混合溶剂按体积比V水:V乙二醇=04.0。5.根据权利要求1所述的溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法，其特征在于：所述的NaOH溶液的浓度为15mol/L。6.根据权利要求1所述的溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法，其特征在于：所述的电热鼓风干燥箱采用DHG-9075A型电热鼓风干燥箱。7.根据权利要求1所述的溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法，其特征在于：所述的电热真空干燥箱采用ZKF030型电热真空干燥箱。权 利 要 求 书CN 102897819 A1/4页3一种溶剂热法制备立方相 Sm2O3纳米晶的方法技术领域0001 本发明涉及一种制备。
6、立方相Sm2O3纳米晶的方法，特别涉及一种溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法。背景技术0002 Sm2O3是一种淡黄色粉末，易潮解，不溶于水，易溶于无机酸。Sm2O3是新一代的能量转化材料、半导体材料及高性能催化剂材料。纳米Sm2O3还可以用于陶瓷电容器。在磁性材料方面，纳米Sm2O3主要用于制备稀土永磁材料；此外Sm2O3薄膜还可用于电子器体、磁性材料和特种玻璃的滤光器中，具有广阔的发展应有前景。0003 Sm2O3晶体具有三种晶型，属于多晶相转化的氧化物，室温下为单斜晶相，在常温常压下为淡黄色半导体，其熔点为2269，沸点为3507。当温度高于850时，单斜晶相转变为立方晶相，在20。
7、00左右转变为六方晶相。随着晶型的转变Sm3+的基态发生了一定的变化，从而导致氧化钐的性能发生了变化。这些特殊的结构在磁学、电学以及光学方面会产生一些新颖的特点，因而也引起了人们极大的研究热情。0004 目前所报道的制备Sm2O3的方法主要为低温自蔓延燃烧法薄丽丽，杨武，倪刚，何晓燕，吕维莲.低温自蔓延燃烧法制备纳米Sm2O3,西北师范大学学报2005,41(5):40-42；溶胶-凝胶法邓庚凤.钟淑梅.陈辉煌.周小华.溶胶-凝胶法制备超细氧化钐的工艺研究，稀土2007,28(2):40-42和微乳液法耿寿花朱文庆常鹏梅陈亚芍.反相微乳液介质中纳米Sm2O3的制备,2008，24(9)：160。
8、9-1614；还有固相烧结法Yanglong Hou,Zhichuan Xu,Sheng Peng,Chuanbing Rong,J.Ping Liu,Shouheng Sun,A Facile Synthesis of SmCo5Magnets from Core/Shell Co/Sm2O3Nanoparticles,2007,19:33493352。低温自蔓延燃烧法和溶胶-凝胶法是在氧气气氛下高温合成Sm2O3，粉体易团聚并且溶胶-凝胶的工艺周期长，对Sm2O3原料的利用率很小；并且固相烧结法在还原性气氛条件下烧结，也会引起纳米晶的团聚，颗粒异常长大。同时微乳液法所制备的前躯体也需经高温。
9、热处理才能获得Sm2O3纳米晶，这样易引入杂质，且粉体易团聚。为了达到实用化的目的，必须开发生产成本低且方便可行的Sm2O3纳米晶制备工艺。另有报道用溶剂热法制备Sm2O3纳米晶殷立雄,黄剑锋,郝巍等.一种溶剂热法制备Sm2O3纳米晶的方法P.中国专利:201110310322.2,2012-05-02.。发明内容0005 本发明的目的在于提供一种设备简单，容易控制，且比微波水热法以及普通水热法温度低，可以低成本的合成单一立方相Sm2O3纳米晶的溶剂热法制备立方相Sm2O3纳米晶的方法。按本发明的制备方法制成的立方相Sm2O3纳米晶纯度高，晶型单一，晶粒生长可控。0006 为达到上述目的，本发。
10、明采用的技术方案是：0007 1）将分析纯的Sm(NO3)36H2O加入乙二醇或乙二醇与水的混合溶剂中搅拌制得Sm3+浓度为0.22.0mol/L的溶液A；说 明 书CN 102897819 A2/4页40008 2）将溶液A在4565加热搅拌下用NaOH溶液调节溶液A的pH值为713，继续搅拌形成前驱溶液；0009 3）将前驱溶液倒入水热釜中，填充度控制在5060，然后密封水热釜，将其放入电热鼓风干燥箱中，控制溶剂热温度为120220，压力为220MPa，反应648小时，反应结束后自然冷却到室温；0010 4）打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用。
11、去离子水和无水乙醇重复洗涤46次后置于5070的电热真空干燥箱内干燥得立方相Sm2O3纳米晶。0011 所述步骤1）采用磁力搅拌器搅拌。0012 所述步骤1）先将分析纯的Sm(NO3)36H2O溶解于去离子水中，然后再将其加入乙二醇或乙二醇与水的混合溶剂中。0013 所述步骤1）所述步骤一乙二醇与水的混合溶剂按体积比V水:V乙二醇=04.0。0014 所述的NaOH溶液的浓度为15mol/L。0015 所述的电热鼓风干燥箱采用DHG-9075A型电热鼓风干燥箱。0016 所述的电热真空干燥箱采用ZKF030型电热真空干燥箱。0017 由于本发明制备Sm2O3纳米晶反应在液相中一次完成，不需要后。
12、期的晶化热处理，从而避免了Sm2O3纳米晶在热处理过程中可能导致的团聚、晶粒粗化以及气氛反应引入杂质等缺陷，且工艺设备简单。同时采用乙二醇作为溶剂，团聚程度较轻，易得到合适的化学计量比，晶粒形态和单一立方相的Sm2O3；可以使用较便宜的原料；省去了高温煅烧和球磨，避免了杂质引入和结构缺陷。更重要的是，溶剂热法要求的设备及仪器更为简单，采用有机溶剂较易获得所需压力、温度且更利于纳米Sm2O3粉体的生成，所以更为经济、实用。制备的晶粒发育完整，粒径很小且分布均匀，纯度较高的纳米晶。所制备的纳米晶表现出一定的取向生长趋势，且纳米晶对紫外线有强烈吸收作用而对可见光有强烈增透作用。并且利用溶剂热方法比简。
13、单的水热法可以更好的提高纳米晶纯度和缩短反应时间。附图说明0018 图1是本发明所制备立方相Sm2O3纳米晶的XRD图；0019 图2是本发明所制备立方相Sm2O3纳米晶的SEM图；具体实施方式0020 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。0021 实施例1：0022 1）将分析纯的Sm(NO3)36H2O溶解于去离子水中，然后在磁力搅拌器搅拌下将其加入乙二醇中制得Sm3+浓度为0.2mol/L的溶液A；0023 2）将溶液A在45加热搅拌下用浓度为1mol/L的NaOH溶液调节溶液A的pH值为13，继续搅拌形成前驱溶液；0024 3）将前驱溶液倒入水热釜中，填充度控制在50，然后密封水热釜。
14、，将其放入DHG-9075A型电热鼓风干燥箱中，控制溶剂热温度为120，压力为8MPa，反应48小时，反应结束后自然冷却到室温；说 明 书CN 102897819 A3/4页50025 4）打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤6次后置于50的ZKF030型电热真空干燥箱内干燥得立方相Sm2O3纳米晶。0026 实施例2：0027 1）将分析纯的Sm(NO3)36H2O溶解于去离子水中，然后在磁力搅拌器搅拌下将其加入乙二醇中制得Sm3+浓度为0.6mol/L的溶液A；0028 2）将溶液A在50加热搅拌下用浓度为2mol/L。
15、的NaOH溶液调节溶液A的pH值为9，继续搅拌形成前驱溶液；0029 3）将前驱溶液倒入水热釜中，填充度控制在55，然后密封水热釜，将其放入DHG-9075A型电热鼓风干燥箱中，控制溶剂热温度为200，压力为15MPa，反应12小时，反应结束后自然冷却到室温；0030 4）打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤4次后置于60的ZKF030型电热真空干燥箱内干燥得立方相Sm2O3纳米晶。0031 实施例3：0032 1）将分析纯的Sm(NO3)36H2O溶解于去离子水中，然后在磁力搅拌器搅拌下将其加入乙二醇与水的混合溶剂中制得。
16、Sm3+浓度为1.5mol/L的溶液A；0033 其中乙二醇与水的混合溶剂按体积比V水:V乙二醇=1；0034 2）将溶液A在60加热搅拌下用浓度为3.5mol/L的NaOH溶液调节溶液A的pH值为10，继续搅拌形成前驱溶液；0035 3）将前驱溶液倒入水热釜中，填充度控制在50，然后密封水热釜，将其放入DHG-9075A型电热鼓风干燥箱中，控制溶剂热温度为160，压力为20MPa，反应40小时，反应结束后自然冷却到室温；0036 4）打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤5次后置于70的ZKF030型电热真空干燥箱内干燥得。
17、立方相Sm2O3纳米晶。0037 实施例4：0038 1）将分析纯的Sm(NO3)36H2O溶解于去离子水中，然后在磁力搅拌器搅拌下将其加入乙二醇与水的混合溶剂中制得Sm3+浓度为1.0mol/L的溶液A；0039 其中乙二醇与水的混合溶剂按体积比V水:V乙二醇=2；0040 2）将溶液A在55加热搅拌下用浓度为4mol/L的NaOH溶液调节溶液A的pH值为11，继续搅拌形成前驱溶液；0041 3）将前驱溶液倒入水热釜中，填充度控制在50，然后密封水热釜，将其放入DHG-9075A型电热鼓风干燥箱中，控制溶剂热温度为140，压力为18MPa，反应36小时，反应结束后自然冷却到室温；0042 4。
18、）打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤4次后置于55的ZKF030型电热真空干燥箱内干燥得立方相Sm2O3纳米晶。0043 实施例5：说 明 书CN 102897819 A4/4页60044 1）将分析纯的Sm(NO3)36H2O溶解于去离子水中，然后在磁力搅拌器搅拌下将其加入乙二醇与水的混合溶剂中制得Sm3+浓度为2.0mol/L的溶液A；0045 其中乙二醇与水的混合溶剂按体积比V水:V乙二醇=3；0046 2）将溶液A在65加热搅拌下用浓度为4.5mol/L的NaOH溶液调节溶液A的pH值为12，继续搅拌形成前驱溶液。
19、；0047 3）将前驱溶液倒入水热釜中，填充度控制在60，然后密封水热釜，将其放入DHG-9075A型电热鼓风干燥箱中，控制溶剂热温度为180，压力为10MPa，反应24小时，反应结束后自然冷却到室温；0048 4）打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤6次后置于65的ZKF030型电热真空干燥箱内干燥得立方相Sm2O3纳米晶。0049 实施例6：0050 1）将分析纯的Sm(NO3)36H2O溶解于去离子水中，然后在磁力搅拌器搅拌下将其加入乙二醇与水的混合溶剂中制得Sm3+浓度为1.6mol/L的溶液A；0051 其中乙二。
20、醇与水的混合溶剂按体积比V水:V乙二醇=4；0052 2）将溶液A在55加热搅拌下用浓度为5mol/L的NaOH溶液调节溶液A的pH值为7，继续搅拌形成前驱溶液；0053 3）将前驱溶液倒入水热釜中，填充度控制在55，然后密封水热釜，将其放入DHG-9075A型电热鼓风干燥箱中，控制溶剂热温度为220，压力为2MPa，反应6小时，反应结束后自然冷却到室温；0054 4）打开水热釜，取出产物用去离子水洗涤并离心分离，再用无水乙醇洗涤并离心分离，依次采用去离子水和无水乙醇重复洗涤5次后置于50的ZKF030型电热真空干燥箱内干燥得立方相Sm2O3纳米晶。0055 由图1可看出本发明所制备的Sm2O3纳米晶纯度高，衍射峰较尖锐，并且是单一的立方相Sm2O3，与标准的JCPDS 74-1807Sm2O3卡片相吻合。0056 由图2可看出本发明所制备的立方相Sm2O3纳米晶，形貌单一且分布均匀，团聚较轻，呈现短小的梭形状形貌。说 明 书CN 102897819 A1/1页7图1图2说 明 书 附 图CN 102897819 A。