均匀沉淀碳吸附耦合法制备Y2O3纳米粒子及表征
共沉淀法合成Yb 3+：Y2O3 纳米粉及透明陶瓷的性能
第２ ４卷 第 ２期
２０ ０ ８年 ２月
无
机
化
学
学
报
Ｖｏ． ． １ ２４ Ｎｏ２
Ｃ ＮＥ Ｅ Ｊ ＨＩ Ｓ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｉ Ｎ０ＲＧＡＮＩ ＨＥ Ｓ ＲＹ ＣＣ ＭＩ Ｔ
２ ０ ２４ ６—６
共沉 淀 法合 成 ｙ ３Ｙ ０３ 米 粉及 透 明 陶瓷 的性 能 ｂ＋ ２ 纳 ：
罗军明 １ 李永绣 ２ 邓莉 萍 １ ，
（南 昌航 空大 学材料 科 学 与工程 学院 ， 昌 ３ ０ ６ ） 。 南 ３ ０ ３
（南昌大学稀土与微纳功能材料研 究中心， ３０ ３） ２ 南昌 ３０ １
摘 要 ：以 ＹＯ 为 基 质 材 料 ， 杂 不 同 含 量 的 Ｙ 采 用 共 沉 淀 法 制 备 出性 能 良好 的 Ｙ Ｙ Ｏ 纳米 粉， 粉 体 在 １７ ０℃和 真 空 ｚ 掺 ｂ， ｂ ：ｚ 将 ０ 度 为 ｌ ｌ Ｐ 下 烧 结 ５ｈ得 到 Ｙ Ｙ Ｏ 透 明 陶瓷 。 Ｘ Ｄ、Ｅ Ｕ ｉ、Ｌ分 别 对 样 品 的 结 构 、 貌 和 发 光 性 能 进 行 了研 究 。 ｘ０ ａ ｂ ：ｚ 用 Ｒ Ｔ Ｍ、 Ｖ ＶｓＦ 形
￣ ｅｅｒｈＣ ｎｅｆｒ ａ ａｔｓ Ｒ ｓａｃ ｅｔｒｏ ｒ Ｅｒ ＆Ｍｉｒ Ｎ ｎ ｕ ｔ ｎｄＭａ ｒ ｌ Ｎ ｎ ｈｍ ｎｖｒｉ， ａｃ ａｇ３ ０ ３ １ Ｒｅ ｈ ｃｏ ａｏＦ ｎ ｉ ｅ ｔ ｉ ｓ ａｃ ｒ ｇＵ ｉ ｓｙ Ｎ ｎ ｈｎ ３ ０ １ ／ ｃ ｏ ｅａ ｅ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｙｂ Ｙ Ｏ３ｎ ｎ ｃ ｙ ｔｌ ｎ ｏ ｅ ａ ｒ ｐ ｒ ｄ ｂ Ｏ ｐ ｅ ｉ ｉ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｕ ｉ ｇ ａ ｍａ ｒ ｔ ｒ ｌｏ ： ２ ａ ｏ ｒ ｓａｌ ｅ ｐ ｗｄ ｒ ｗ ｓ ｐ ｅ ａ ｅ ｙ Ｃ － ｒ ｃ ｐ ｔ ｉ ｔ ｏ ｓｎ ｔ ｘ ｍａｅ ａ ｆ ｉ ａｏ ｉ ｉ Ｙ２ ｏ ｅ ｔ ｉ ｅ ｅ ｔ ｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｎ ｆ Ｙｂ ，ａ ｄ ｔ ｅ Ｙｂ Ｙ２ ｒ ｎ ｐ ｒ ｎ ｅ ａ ｃ ｓ ｆｂ ｃ ｔｄ ｂ ０３ ｄ ｐ ｄ ｗｉ ｄ ｆ ｒ ｎ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｓ ｏ ¨ ｈ ｏ ｎ ｈ ： ０３ ｔａ ｓ ａ ｅ ｔ ｃ ｒ ｍｉｓ ｗａ ａ ｒ ａ ｅ ｙ ｉ ｖ ｃ ｕ ｓｎ ｅ ｉ ｇ ａ ０ ａ ｕ ｍ ｉ ｔ ｒ ｔ １ ０ ｏ ～ Ｐ ｒ５ ｈ Ｔ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ａ ， ｒ ｈ ｌ ｇｃ ｌａ ｄ ｌ ｍｉ ｅ ｃ ｎ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｏ ｅ ｎ ７ Ｃ．１ ｌ ｘ Ｏ ａｆ ． ｈ ｔ ｔｒｌ ｏ ｕ ｍｏ ｐ ｏ ｏ ｉ ａ ｎ ｕ ｎ ｓ ｅ ｃ ｒ ｐ ｒ ｅ ｆｔ ｉ ｈ ｓ ｍｐ ｅｗｅ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒｃ ｅ ｙ ＸＲ Ｔ ａ ｌ ｒ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｚ ｄ ｂ Ｄ。 ＥＭ， ｌ ｏ ｅ ｃ ｎ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｄ ｓ ｏ ｖ ｓｃ ｍｐ ｅ ｅｙ ｆ ｒｓｅ ｃ ｎ ｌｚｒ Ｔ ｅｒｓ ｌ ｈ ｗ ｔａ ｕ ｓ Ｙｂ ｉｓ ｌ ｅ ｏ ｌ ｔｌ ｉ ｈ ０３ｃ ｂ ｃ ｐ ａ ｅ ｈ ａ ｔ ｌ ｓ ｏ ： Ｏ３ａ ｅ ｎ ａ ｌ ｐ ｅ ｉａ ｔ ａ＇ Ｗ ｓｚ ｉｔ ｂ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｙ２ ｕ ｉ ｈ ｓ ，ｔ ｅ ｐ ｒｉ ｅ ｆ Ｙｂ Ｙ２ ｒ ｅ ｒ ｓ ｈ ｒ ｌｗｉ ｎ ｌ Ｏ ｉｅ ｄ ｓ ｕ ｉ ｎ ｈ ｃ ｙ ｃ ｈ Ｔ ｉ ｒ ｏ ａ ｅ ａ ｅ ｄ ａ ｔｒ ｏ ｈ ａ ｔ ｌ ｓ ｉ ｉ ｈ ａ ｇ ｆ ４ ６ ｍ．Ｔ ｅ ｒ ｌ ｔ ｅ ｄ ｎ ｉ ｆ Ｙｂ Ｙ２ ｒ ｎ ｐ ｒ ｎ ｖ ｒ ｇ ｉ ｍｅ ｅ ｆ ｔ ｅ ｐ ｒｉ ｅ ｓ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ０～ ０ ｎ ｃ ｈ ｅ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ： ０３ ｔ ｓ ａ ｅ ｔ ｖ ｙ ａ ｃ ｒ ｍｉｓ ｉ ９ ． ％ ， ｈ ａ ｓ ｔ ｎ ｅ ｏ ｅ Ｙｂ ： Ｏ３ｔ ｎ ｐ ｒ ｎ ｅ ａ ｃ ｘ ｅ ｄ ０ ａ ｈ ｖ ｌ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｃ ｓ ９ ７ ｔ ｅ ｔ ｎ ｍｉ ａ ｃ ｆｔ Ｙ２ ａ ｓ ａ ｅ ｔｃ ｒ ｍｉ ｓｅ ｃ ｅ ｓ ８ ％ ｔｔ ｅ ｗａ ｅ ｅ ｇ ｈ ｒ ｎ ｅ ｒ ｔ ｈ ｒ
氨水共沉淀法制备Nd∶Y2O3透明陶瓷纳米粉体
氨 水共 沉淀 法 制备 Ｎ ： ０ 透 明陶瓷 纳米粉体 ｄＹ２ ３
王 能利 张希 艳 刘全 生 米 晓 云 王 晓春
ｆ 长春 理 工大学光 电功 能材 料教 育部工程研 究 中心 ， 吉林 １０ ２ ） ３０ ２
摘 要 ：以 Ｙ０ ， ９ 、ｄＯ 、硝 酸 和 氨 水 为 原 料 ，通 过 共 沉 淀 法 制 备 了 Ｎ ： 明 陶瓷 纳 米 粉 体 ，利 用 热 重／ 热 分 析 （Ｇ ２，ｔ Ｎ ：， １ ｄ Ｏ透 Ｙ 差 Ｔ／ Ｄ Ａ 、 外 光谱 （ｒＲ 、 末 Ｘ 射 线 衍 射（ Ｄ 、 射 电镜 （Ｅ 以 及能 谱 分 析 （Ｄ ） Ｔ ）红 Ｆ Ｉ）粉 Ｔ ｘＲ ）透 Ｔ Ｍ） Ｅ ｓ等方 法 对 合 成 的 Ｎ ： 米 粉 体 进行 了表 ｄＹＯ 纳
ＷＡＮ ｅ ｇＬ Ｚ Ａ Ｇ Ｘ — ａ ＬＵ Ｑ ａ —ｈ ｎ ＭＩ ｉ — ｕ ＷＡ Ｇ Ｘ ａ— ｈ ｎ Ｇ Ｎ ｎ —ｉ Ｈ Ｎ ｉ ｎ Ｙ Ｉ ｕ ｎＳ ｅｇ ａＹｎ Ｘ ｏ Ｎ ｉ Ｃ ｕ ｏ
（ｎｉｅｒ ｇＲ ｓａｃ ｅｔｒｆｏ ｔ ｌ ｔ ｎ ｕ ｃｏ ａ Ｍａ ｒ ｓ ｅ ｎ ￡ ｏ ｄ ｃ ｉ ， Ｅ ｇ ｅｉ ｅｅｒｈＣ ｎｅ ｐｏ ｅ ｒ ｉ Ｆ ｎｔ ｎｌ ｔ ｉ ｔ ｆ Ｅ ｕａ ｏ ｎ ｎ ｏ ｅｃｏｃ ｉ ｅａ ｏ ｈ ｌ ｆ ｔ ｎ Ｃ ａｇ ｈ ｎＵ ｉ ｒｉ ｃ ｎｅａｄＴｃ ｎｌ ｙ Ｃ ａｇｈ ｎ１０ ２） ｈｎ ｃｕ ｎ ’ｓｙｏ Ｓ ｉ ｎ ｅｈ ｏ ｇ， ｈ ｃ ｕ ３０ ２ ｔ ｔｆ ｅ ｅ ｃ ｏ ｎ
关键 词 ： ｄ ２ ３ 纳 米 材料 ； 沉 淀 法 ；陶 瓷 Ｎ：Ｏ； Ｙ 共
中 图分 类 号 ： ６ ４３＋： ６ ４３ ： Ｂ ８ ０ １， ５ ０ １． ３ ２ Ｔ ３３
纳米材料的制备方法(液相法)
(2)雾化水解法
将一种盐的超微粒子，由惰性气体载入含有金属 醇盐的蒸气室，金属醇盐蒸气附着在超微粒的 表面，与水蒸气反应分解后形成氢氧化物微粒， 经焙烧后获得氧化物的超细微粒。
这种方法获得的微粒纯度高，分布窄，尺寸可控。 具体尺寸大小主要取决于盐的微粒大小。
例如高纯Al2O3微粒可采用此法制备： 具体过程是将载有氯化银超微粒(868一923K)的 氦气通过铝丁醇盐的蒸气，氦气流速为500— 2000 cm3/min，铝丁醇盐蒸气室的温度为395— 428K，醇盐蒸气压＜=1133Pa。在蒸气室形成 以铝丁醇盐、氯化银和氦气组成饱和的混合气 体。经冷凝器冷却后获得了气态溶胶，在水分 解器中与水反应分解成勃母石或水铝石(亚微 米级的微粒)。经热处理可获得从Al2O3的超细 微粒。
• 金刚石粉末的合成
5ml CCl4 和过量的20g金属钠被放到50ml的高压釜中，质量比为Ni:Mn:Co = 70:25:5的Ni-Co合金作为催化剂。在700oC下反应48小时，然后的釜中冷却。 在还原反应开始时，高压釜中存在着高压，随着CCl4被Na还原，压强减少。 制得灰黑色粉末。
(A)TEM image (scale bar, 1 mm) (B) electron diffraction pattern (C) SEM image (scale bar, 60 mm)
§2.2 .1 沉淀法 precipitation method
沉淀法是指包含一种或多种离子的可溶性盐溶液， 当加入沉淀剂(如OH--，CO32-等)后，或在一定 温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化 物、水合氧化物或盐类从溶液中析出，并将溶 剂和溶液中原有的阴离子除去，经热分解或脱 水即得到所需的化合物粉料。
ZrOCl2 2NH 4OH H 2O Zr(OH ) 4 2NH 4Cl
沉淀法
混合物共沉淀
通过氨水沉淀剂制备ZrO2-Y2O3纳米粒子：
• 将Y2O3用盐酸溶解得到YCl3：
原料的制 备与混合
Y2O3 + 6HCl = 2YCl3 + 3H2O
沉淀反应
• 将ZrOCl2.8H2O和YCl3配成一定浓度的混合溶液； • 在混合溶液中加入NH4OH沉淀剂后便有Zr(OH)4和Y(OH)3的沉淀形成：
2CO(NH2) 2 + Ce (NO3) 6 2 - + 4H2O = CeO2 ↓+ 2CO2 ↑+ 4NH4+ + 6NO3-
沉淀法
水解沉淀法
定义：利用金属盐和水发生反应（水解反应）生成氢氧化物 或水合物沉淀，从而制备纳米粉料的方法。
• 常用的金属盐原料有：无机盐（氯化物、硫酸盐、硝酸盐、氨盐）与金属醇 盐。
将尿素水溶液加热到70oC左右，就会发生如下水解反应：
氨水沉淀剂能在金属盐溶
(NH2)2CO + 3H2O → 2NH4OH + CO2↑ 液中均匀分布，浓度低，
•该反应在内部生成了沉淀剂NH4OH；
使得沉淀物均匀生成。
•沉淀剂的生成速率（尿素的分解速率）受加热温度和尿素浓度
的控制；
•通过控制沉淀剂的生成速率和浓度，使得沉淀剂分布均匀、浓
单相共沉淀法
通过草酸沉淀剂制备BaTiO3
纳米粒子：
在BaCl2+TiCl4 （或二者的硝酸盐溶液）中加 入草酸沉淀剂后，形成了单相化合物
பைடு நூலகம்
BaTiO(C2H4)2.4H2O沉淀。经高温（450750°C）分解，可制得BaTiO3的纳米粒子。
高速搅拌
反滴法：将盐的混合溶液滴 入大量的草酸溶液中，保证 过量的沉淀剂，以提高沉淀 的均匀性
Y2(CrO4)3均匀胶体粒子的制备及形貌控制
２ 结果与讨论 １ 实 验
铬酸盐是一种常用的涂料添加剂和陶瓷染色剂 ，
具有价格低廉制备容易的特点． 同时铬酸盐也是一类 重要 的催 化剂 ， 在实 验 中常用 两种 盐共 沉淀 而 制
得． 但是 ， 它的实际催化性能常常受到粒子的形状和 大小 的制 约 ． 已有 文献 报 导 ， 素 的升 温水 解 对 均匀 尿 粒子 的大 小 和形 状 有 很 大 的影 响 ［ 】因此 ， 文采 １ ． 本
ｆｏ ｙ ｔ ｕ ｎ ｔ ｔ ｎ ｍ ｍｏ ｕ ｄ ｃ ｒ ｍａｅ ｓ ｌｔ ｎ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｃ ｆ ｕ ｅ ． ｅ ｅ ｅ ｔ ｏ ａ ｉ ｕ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｒ ｍ ｔ ｉ ｍ ｒ ｅ ａ ｄ ａ ｒ ｉ ａ ｉ ｎ ｍ ｈ ｏ ｔ ｏ ｕ ｏ ｓ ｉ ｒ ｓ ｅ ｏ ｒ ａ Ｔｈ ｆ ｃ ｆ ｖ ｒｏ ｓ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｉ ｉ ｈ ｎ
ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｏ ｈ ｒ ｈ ｌ ｇ ｄ ｓ ｅ ｏ ｅ ｒ ｓ ｌ ｎ ａ ｔ ｌ ｓ ｗｅ ｅ ｓ ｄ ｅ ｙ ｔ ｅ ＴＥ ｃ ｏ ｒ ｐ ｓ Ｔ ｅ ｏ ｔ ａ ａ ａ ｔｒ ｎ ｔ ｅ ｍｏ ｏ ｏ ｙ ａ ｉ ｆ ｔ ｅ ｕ ｔ ｇ ｐ ｒ ｃ ｅ ｒ ｔ ｉ ｄ ｂ Ｍ ｍ ｒ ｇ ａ ｈ ． ｐ ｎ ｚ ｈ ｉ ｉ ｕ ｈ ｉ ｈ ｐｉ ｌ ｍ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｏ ｒ ｐ ａ ｏ ｒ ｏ ｆ ｍｅ ． ｅｒ ｓ ｌ ｄ ｃ ｔ ａ ｅ ｓ ｈ ｒｃ ｌ ｄ ｃ ｂ ｃ ａ ｔ ｌ ｓＣ ｅ ｏ ｔｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆｐ ｅ ａ ｔ ｎ ｗｅ ｅ ｃ ｎ ｒ ｄ Ｔ ｅ ｕ ｔ ｉ ｉ ａ ｔ ｔｔ ｐ ｅ ｉ ａ ｕ ｉａ ｐ ｒ ｃ ｅ ａ ｂ ｂ ａｎ ｄ ｉ ｉ ｒ ｉ ｉ ｈ ｓｎ ｅｈ ｈ ｎ ａ ｌ ｉ ｎ ｈ
水热合成三棱柱形Y203：Eu及发光性质研究
水热合成三棱柱形Y203：Eu及发光性质研究张曼【摘要】稀土化合物由于其独特的4f层电子结构和电子转移的多种方式，从而使之具有独特的光、电、磁学性质，稀土纳米材料的合成研究已成为当前纳米材料研究领域的重要课题．在本篇论文中主要采用水热法合成纳米微粒．将密闭反应器置于水溶液中进行加热，使反应体系中产生一个高温高压的环境，从而合成三棱柱形Y2O3：Eu．然后，通过X-粉末衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM）和荧光光谱（PL）对产品物相结构、形貌和荧光性能进行了表征，同时对比不同沉淀剂、pH值、反应物的浓度对Y2O3：Eu的影响．结果表明：用氨水将Y2O3：Eu的pH调为8时，生成物形貌独特，为三棱柱形，直径约为1微米，长约2微米，该产品的发射光谱发生蓝移，激发光谱发生红移．【期刊名称】《赤峰学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(000)015【总页数】4页(P30-33)【关键词】水热法;Y203：Eu;发光性质【作者】张曼【作者单位】赤峰学院化学化工学院,内蒙古赤峰024000【正文语种】中文【中图分类】O743.2纳米材料通常是指由l～l00nm之间的粒子组成的材料，由于其介观效应而表现出独特的物理化学性质，如量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，使纳米材料具有不同于常规固体的性能特点，80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注.它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇，因此纳米材料的应用前景十分广阔.稀土元素由于其独特的4f层电子结构和电子转移的多种方式，从而使之具有独特的光、电、磁学性质，尤其是稀土元素具有一般元素所无法比拟的光谱学性质，使稀土发光材料的应用格外引人注目.稀土元素纳米化后，表现出许多特性，如小尺寸效应、高比表面效应、量子效应、极强的光、电、磁性质、超导性、高化学活性等，这些特性能大大提高材料的性能和功能，开发出许多新材料.因此稀土纳米材料的合成研究已成为当前纳米材料研究领域的重要课题.水热法是一种用来合成具有独特性质的新型纳米材料的有效方法，是指在特制的密闭反应器中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热，在反应体系中产生一个高温高压的环境，从而进行无机合成与材料制备的一种有效方法[1].（目前，）利用这种方法已合成了许多现代无机材料，包括微孔材料、快离子导体、化学传感材料、复合氧化物陶瓷材料、磁性材料、非线性光学材料、复合氟化物材料和金刚石等.此外，水热合成在生物学和环境科学中也有重要应用.Y2O3属于立方晶系，具有一系列优良的性能，如耐热、抗腐蚀、高温稳定性好、高介电常数等等，是一种很好的发光基质材料.近年来，在稀土掺杂中，Y2O3:Eu引起学者们的广泛关注.Y2O3:Eu是一种重要的红色发光材料，由于它发光效率高，有较高的色纯度和光衰特性，已被广泛用于制作三基色荧光灯、节能荧光灯、复印灯和紫外真空激发的气体放电彩色显示板[2].为了进一步探索和提高这种高效发光材料的发光性能和应用价值，近年来已有许多人采用了多种方法进行制备以及性能研究.通常是采用高温固相反应合成[3]，如微波热合成法[4]，溶胶- 凝胶技术[5]、共沉淀法[6]、燃烧法[7-9]模板法[10]、化学气相沉积法[11]等合成方法，在本篇论文中采用水热法合成三棱柱形Y2O3:Eu，同时对比不同沉淀剂、pH值、反应物浓度对Y2O3:Eu的影响，并探讨形成机理及其光学性质.试剂：氧化铕（Eu2O3）：4N上海跃龙有色金属有限公司；氧化钇（Y2O3）：4N上海跃龙有色金属有限公司；硝酸溶液：6mol/L；NaOH溶液：5%（质量比）；氨水：5%（质量比）；尿素；六次甲基四胺；乙醇：分析纯；仪器：X-粉末衍射 (XRD)采用德国D8 ADVANCE BRUKER X射线粉末衍射仪(XRD)(Cu Kα 线λ=1.54056魡，管电流 20mA，管电压 40kV，扫描角度10°≤2θ≤70°)进行物相表征,扫描速度0.04°·s-1；扫描电子显微镜 (SEM)(JEOL-JSM-6390LV,30kV)；荧光分光光度计(PL)（FP-6200spectrofluorimeter JASCO,Japan)；恒温磁力搅拌器，型号：85-2，上海司乐仪器厂；离心机，型号：上海手术器械厂；电热恒温鼓风干燥箱，型号：DHG-9070A，上海精宏实验设备公司；真空干燥箱，型号：DZF-6020，上海精宏实验设备公司；马弗炉，型号：RJX-8-13型高温箱型电炉；pH计；分别将一定量的氧化钇和氧化铕溶于浓硝酸中，配成0.2mol/L硝酸盐溶液.取2.85mL硝酸钇和0.15mL硝酸铕溶液混合，加10.5mL的二次蒸馏水，用氨水将pH值调为8，搅拌15分钟，转移到20ml反应釜中，密封反应釜并将其置于烘箱中，温度为180℃，反应24小时.然后在空气中自然冷却，用去离子水和无水乙醇分别离心洗涤数次，在60℃真空干燥6个小时，然后在马弗炉中900℃热处理得 Y2O3：Eu[12].采用德国D8 ADVANCE BRUKER X射线粉末衍射仪（XRD）对样品的物相进行表征；将部分上述制备的样品分散在双面导电胶上，用扫描电镜(SEM)对产品的形貌进行考察；将部分上述制备的样品，放入样品槽，压实，在FP-6200荧光分光光度计检测其光致发光性能.将上述制备的Y2O3:Eu粉末进行XRD表征.样品的X-射线衍射物相分析（X-ray diffraction,XRD）采用德国D8 ADVANCE BRUKER X射线粉末衍射仪(XRD)进行物相表征，扫描速度0.04°·s-1.所得的XRD图谱如图1所示.其衍射数据与JCPDS卡74-1828(A)相符.由此可见，产品为体心立方结构的 Y2O3：Eu，其组成为(Y0.95Eu0.05)2O3.图谱中，并没有出现Eu2O3的衍射峰，这证明Eu2O3已经完全进入了Y2O3的晶格中.图2为用氨水将pH值调为8，反应24h后的SEM照片，由图可知：产物形貌尺寸均一，且分散性良好，其横截面为三角形,整体为独特的三棱柱形，直径约为1微米，长约2微米.根据图2b单个放大的照片，可清晰地发现，这些三棱柱是由更小的棒状晶体聚集而成，这些棒的宽度约为200纳米长度约为2微米.为了解该结构的形成过程，我们进行了平行试验，对反应时间分别为2h、2.5h、3.5h实验的实验结果观察.实验证明反应进行2h后，生成无规则的片状结构，在2.5h后，由于各向异性对生长的控制，无规则片状物沿着一个生长活性较大的晶面迅速生长并形成为棒状晶体，当反应达到3.5h时，棒通过自组装形成三棱柱结构，这可能与棒状晶体具有较大的表面能有关.室温下以610nm作检测波长，在250nm处有一个以此为中心的宽激发带，对应于Eu3+和O2－的电荷迁移态(CTS)吸收，表明样品在紫外光激发下有强的吸收，而且激发光谱中电荷迁移态明显红移.这与 Konarad A[13]、Zhai Yongqing[14]等报道相符.在Y2O3中Eu3+取代基质中的Y3+，与晶格中的O2－离子形成复离子.由于Eu3+为4f6电子组态，因此负离子O2－上的2p电子有可能向Eu3+上转移，形成电荷迁移态.CTS能量的高低，与负离子对电子的束缚力有关.在纳米氧化物材料中一般缺氧，在材料的界面中缺氧情况更加严重，使Eu—O间电子云较常规尺度晶体中的Eu—O电子云更偏向Eu3+离子，受到激发时，电子从O2－离子向Eu3+离子迁移更容易发生，所需能量更低，因而CTS激发峰发生红移.Y2O3:Eu发光材料，发光源于Eu3+离子的4f电子能级间的跃迁，即Eu3+离子原本简并的4f电子能级因电子自旋轨道耦合形成5DJ、7FJ等能级.Eu3+离子的最低激发态为5D0，通常都是从这里开始向下跃迁，产生发光.图3为250nm紫外光激发下的发射光谱.其中最强的5D0—7F2跃迁位于612nm，与Y2O3:Eu材料[15]相比，主峰明显蓝移，这可能与晶体场的变化有关.通过对比平行实验，研究不同沉淀剂对样品形貌的影响.在其它条件不变的情况下，分别加入一定物质的量的氢氧化钠和氨水，将pH值调为8.图4中a为用氢氧化钠调pH值为8的SEM照片，由图可知：产物形貌不均一，为无规则的片和棒组成的混合物.图4中b为用氨水调pH值为8的SEM照片，从图中我们可以清楚的看出：产物结晶完好、为分散性均匀的三棱柱形Y2O3:Eu，直径约1微米，长约2微米.图4中c和d分别为六次甲基四胺和尿素作为沉淀剂的SEM照片，从图中可看出，当用六次甲基四胺为沉淀剂时，在100℃下水热反应12小时后形成形貌不均一的花状团簇，直径约为8微米；每一个团簇都是由更小的薄片构成的.当超声半小时或300℃煅烧2小时后这种团簇会分散开，可见这种形貌并不稳固，花状团簇的形成可能是由薄片之间的表面吸附所引起.当用尿素作为沉淀剂时，在180℃下水热反应24小时后最终生成为直径约250nm粒径较为均一的纳米球，300℃煅烧2小时后其形貌未发生变化，由于较高的表面能这些小球比较容易团聚，但是较高的比表面积也预示了这个种形貌的产品可能具有较高的物理化学活性.通过一系列实验对比可知，不同沉淀剂对样品形貌有很大的影响，当用氨水调节pH值或者用尿素作为均匀沉淀剂时可得到粒径较为均一的产物；当选用氢氧化钠和六次甲基四胺时仅能形成片状的晶体.pH不同时，其形貌及粒径大小也会发生变化.当用氨水将pH值调为8时，其形貌为三棱柱形，直径约1微米，长约2微米，长径比为2（如图2-b）.当用氨水将pH值调为10时，如图5a所示：形貌为棒状，直径约0.5微米，长约3微米.从图中可以清楚的看出：这些棒是由许多直径更小，大小相等的棒堆积而成的.这可能是在反应开始时，首先形成直径比较小的棒，随着反应的进行，这些棒逐渐堆积成粒径较大的棒，其具体形成机理还需要进一步的研究.从图5b可知：这些棒大小不一.可见，pH值对反应的过程有着较大的影响.通过对不同反应试验时间的产物形貌分析，这种棒状物的生成方式和横截面为三角形三棱柱的生长方式类似，也都是先形成片状物，再形成棒状晶体，最后这些形成的棒通过自组装形成更大粒径的棒.可能在不同反应pH值条件下，OH－在生成的棒的表面分布的差异，引起了棒堆积方式的差异，从而形成了两种不同形貌产物，可见pH值对形成三棱柱形貌晶体起着至关重要的作用.Y3+的浓度对样品的形貌及粒径大小起着重要的作用.图6中的a、b分别是在时间、pH值等其它实验参数保持不变的条件下，Y3+不同浓度的SEM照片.图6-a是在Y3+的浓度为0.06mmolL-1的SEM照片，由图可知：当Y3+的浓度较高时，为大小不均一的块状颗粒；图6-b是在Y3+的浓度为0.0075mmolL-1的SEM照片，当Y3+的浓度较低时，为规则的片状结构，大小约为1微米.这可能因为当反应物的浓度较大时，成核较多，易生成具有较大粒径的块状颗粒，而当反应物浓度过小时，成核速度较慢，在反应的最初形成较少的晶核，从而易生成较大的颗粒.在纳米材料合成中，不同的形貌、尺寸往往对纳米材料的性能具有较大影响，因此寻求稀土化合物低维纳米结构的形貌可控合成方法，对理论研究和实际应用都具有重要意义.本篇论文中主要采用水热法合成纳米微粒，在水溶液中合成分散均匀，高产率的三棱柱形Y2O3:Eu，在这种方法下形成的三棱柱形Y2O3:Eu的平均直径为1微米，长约2微米.实验结果表明：不同沉淀剂、pH值，反应物的浓度对Y2O3:Eu的形成起重要作用.水热法加速了反应的速率，使产物无团聚、分散性好、并使粒径较均一.通过一系列的实验表明：水热条件下、Y3+的浓度为0.03mmolL-1、用氨水调pH值为8时，是制备粒径均一三棱柱形Y2O3:Eu最佳反应条件.该产品与其它纳米材料相比，其发射光谱发生蓝移，激发光谱发生红移. 〔1〕M.Valden,i,D.W.Goodman.Onset of catalytic activity of gold clusters on titania with the appearance of nonmetallicproperties[J].Science.1998,281,1647-1650.〔2〕徐燕，黄锦裴，王惠琴，等.发光与显示[M].1981.52-61.〔3〕willians D K,Bihari B,Brian M.J.Phys.Chem.B,1998,102(6):916-920. 〔4〕李沅英，戴德昌，蔡少华.光电子[J].激光，1995，6(9)：增刊 597-602. 〔5〕Wang H,Lin C.K,Liu X.M,et al.Appl.Phys.Lett.2005,87,181907.〔6〕Alken B,Hsu W.P,Matijevic E.J.Am.Ceram.Soc.1988,71,845.〔7〕Qi Z.M.,Shi C.S.Appl.Phys.Lett.2002,81,28-57.〔8〕Song H.W,Chen B.J.Peng H.S,et al.Appl.Phys.Lett.2002,81:1776.〔9〕Shea L E,M ckittrick J,Lopez O A,J.Am.Ceram.Soc,1996,79(12):3257-3265.〔10〕Zhang J.L,Hong G.Y.J.Solid State Chem.2004,177,1292.〔11〕Li Qiang,Gao Lian,Yan Dongsheng.Chem.Mater.1999,11(3):533-535.〔12〕Jie.Z,Zhi.G.L,Jun.L,et al.Crystal Grow th&Design[J],2005,5(4):1527-1530.〔13〕Konarad A,Fries T,Gahn A,et al.J.App1.Phys.1999,86(6)：31-29. 〔14〕Zhai Yongqing,Yao Zihua,Liu Baosheng,et al. Luminescent Properties of Y2O3:Eu Nanocrystalline Synthesized by EDTA Complexing Sol-Gel Process[J],J.Rare Earths,2002,20(5):465-470.〔15〕Sun Risheng,Chen Da,Wei Kun,et al.Spectroscopy and Spectral Analys[J],200l，2l(3)：339.【相关文献】〔1〕M.Valden,i,D.W.Goodman.Onset of catalytic activity of gold clusters on titania with the appearance of nonmetallic properties[J].Science.1998,281,1647-1650.〔2〕徐燕，黄锦裴，王惠琴，等.发光与显示[M].1981.52-61.〔3〕willians D K,Bihari B,Brian M.J.Phys.Chem.B,1998,102(6):916-920.〔4〕李沅英，戴德昌，蔡少华.光电子[J].激光，1995，6(9)：增刊 597-602.〔5〕Wang H,Lin C.K,Liu X.M,et al.Appl.Phys.Lett.2005,87,181907.〔6〕Alken B,Hsu W.P,Matijevic E.J.Am.Ceram.Soc.1988,71,845.〔7〕Qi Z.M.,Shi C.S.Appl.Phys.Lett.2002,81,28-57.〔8〕Song H.W,Chen B.J.Peng H.S,et al.Appl.Phys.Lett.2002,81:1776.〔9〕Shea L E,M ckittrick J,Lopez O A,J.Am.Ceram.Soc,1996,79(12):3257-3265.〔10〕Zhang J.L,Hong G.Y.J.Solid State Chem.2004,177,1292.〔11〕Li Qiang,Gao Lian,Yan Dongsheng.Chem.Mater.1999,11(3):533-535.〔12〕Jie.Z,Zhi.G.L,Jun.L,et al.Crystal Grow th&Design[J],2005,5(4):1527-1530.〔13〕Konarad A,Fries T,Gahn A,et al.J.App1.Phys.1999,86(6)：31-29.〔14〕Zhai Yongqing,Yao Zihua,Liu Baosheng,et al. Luminescent Properties of Y2O3:Eu Nanocrystalline Synthesized by EDTA Complexing Sol-Gel Process[J],J.RareEarths,2002,20(5):465-470.〔15〕Sun Risheng,Chen Da,Wei Kun,et al.Spectroscopy and Spectral Analys[J],200l，2l(3)：339.中图分类号：O743+.2。
核壳纳米粒子的合成方法及性质研究综述
科教论坛ScienceandEducationForum核壳纳米粒子的合成方法及性质研究综述文/江健林 刘松 吴昱均 王铭樟 田雪梅 王晓芳摘要：基于核壳纳米粒子优越的性能，其可控的制备以及相应的性质是现代材料科学的研究热点，本课题主要综述了机械混合反应法、新型溶胶-凝胶法、微乳液聚方式、氧化还原-重金属化法、沉淀法等核壳纳米粒子合成方法，并以核壳TiO2纳米颗粒为例，综述了对其光电催化性能的研究成果。
关键词：核壳纳米粒子；氧化还原；TiO2。
1 前言在20世纪初，美国国家纳米技术计划（NNI）预测纳米技术的发展将处于两个基本阶段。
首先，通过合并简单的纳米结构并发现其新的纳米级性能来改善现有产品。
其次，开发兼具安全性和多功能性的新型复杂纳米系统。
如今，纳米粒子和纳米结构的发展已在各个层面上广泛开展，其影响已广泛传播到几乎所有科学技术领域，例如材料科学，光学，电子，传感器，能源，太阳能电池，医学，药物输送和生物应用。
开发纳米颗粒多功能性的一种常见方法是将各种形式的材料组合在一起，例如有机-有机、有机-无机、无机-无机、有机-生物等形式作为双金属纳米复合材料或核壳纳米颗粒。
核壳纳米粒子是成功的多组分纳米材料，其中包括众多功能，具有较好的发展前景，受到人们关注[6–8]。
因此，本文对核壳纳米粒子的部分研究成果进行分析，对其合成方法做了简要综述，并重点总结了核壳TiO2纳米例子及其光电催化性能的研究成果。
2 核壳纳米结构粒子的相关合成方法2.1 机械混合反应法与大多数传统合成方法相反，机械混合反应能在不高温、不复杂的条件下合成核壳纳米粒子，具有简单，高效、快速的特点。
2016年Mojgan Ghanbar采用新型的机械混合反应物法合成制备并表征了TiCdI3纳米结构。
选择了硝酸铊、硝酸镉和碘化锂作为起始试剂，在室温条件下制备了用于合成TiCdI3的CdI2和TiI。
TiCdI3的形貌、相结构和相纯度可以由TiI：CdI2的比例控制，也可以通过调节表面活性剂的种类来控制。
草酸共沉淀法制备_Y_Eu_2O_3前驱体的研究
丽
Ｐｈｉｌｉｐ－ＸＬ３０Ｗ／ＴＭＰ 型扫描电子显微镜测定，粒度分
梅
１） 试 剂 ：ＹＣｌ３ 和 ＥｕＣｌ３，精 制 草 酸 ，分 析 纯 的 氨
布测定采用珠海欧美克科技有限公司的 ＬＳ－６０３ 激
李 志 宏
水，去离子水。 ２）样品制备：制备工艺如图 １，分别采用三种加
光粒度分析仪，样品的晶体结构采用日本 Ｄ／ｍａｘ－ｒＡ 型转靶 Ｘ 射线衍射仪测定，所用阳极金属为 Ｃｕ 靶，
第 二 期 ︵ 总 第 七 十 四 期 ︶
工程技术研究与应用 主持：李 艳
单
由于在沉淀过程中添加氨水并以双加料工艺
表 ２ 为其它条件不变，采用单因素的试验方法
丽 梅
制备的（Ｙ，Ｅｕ）２Ｏ３ 前驱体形状较为规则，以下就以沉
考察草酸过量的量对 （Ｙ，Ｅｕ）２Ｏ３ 前驱体 Ｄ５０ 的影响，
淀过程中添加氨水并以双加料工艺对粒度的控制 由表可知：Ｄ５０ 随草酸过量的量的增大而减小，但是
中添加氨采用单因素的试验方法 过量较大时，前驱体的 Ｄ５０ 随沉淀过程中添加氨水
前
考察沉淀过程中添加氨水的量对 （Ｙ，Ｅｕ）２Ｏ３ 前驱体
的量增加而减小。
驱
Ｄ５０ 的影响，由表可知：当草酸过量较小时，沉淀过程
体 的
表 ３ 草酸中氨水的浓度对前驱体 Ｄ５０ 的影响
李 志
进行讨论。
草酸过量到一定程度，前驱体 Ｄ５０ 随草酸过量的量
宏
３．１ 草酸过量的量对前驱体 Ｄ５０ 的影响
变化不大。
草 酸
表 ２ 草酸过量的量对前驱体 Ｄ５０ 的影响
共
沉
草酸过量的量（％）
１０
２０
３０
４０
淀
法 制
纳米氧化锌的制备_表征和光催化性能分析_王久亮.caj
２ 结 果 与 讨 论
２．１ Ｘ 射线衍射与 ＴＥＭ 表征 采用 Ｘ 射线衍射仪对 不 同 工 艺 条 件 下 制 得 的 纳 米 ＺｎＯ
粉末样品进行 ＸＲＤ 分析 ，检 ［７－９］ 测 条 件 是：ＣｕＫα靶，管 电 压 为４５ｋＶ，管 电 流２５０ｍＡ，扫 描 速 度２（°）／ｍｉｎ，步 宽０．０２°。 图 １为纳米 ＺｎＯ 样品（Ｎ）的 ＸＲＤ 图谱。
１．２ 光 吸 收 性 能 实 验 取制得的纳米氧化锌（Ｎ）０．０２５ｇ，加 入到 ５０ｇ甘 油 和 水
（体 积 比 为 １∶１）的 混 合 溶 液 中 ，用 恒 温 电 磁 搅 拌 器 混 合 搅 拌 ４ｈ，得质量比 ｗ＝０．０５％的 纳 米 ＺｎＯ 溶 胶，采 用 ７６０ｃｒｔ双 光 束紫外－可见分光光度 计 测 定 样 品 的 吸 光 度。采 用 同 样 的 方 法制得商品氧化锌（Ｃ）的溶胶（商 品 ＺｎＯ 为 分 析 纯 （ＡＲ），天 津 市 某 厂 生 产 ），对 二 者 的 吸 收 光 谱 进 行 比 较 。
能力很弱。商品氧化锌的光吸收能力变 化 不 大，几 乎 为 一 条 水平线，表现出广谱性。波长在２００～４２０ｎｍ 之间，两种氧化 锌样品对紫 外 线 都 有 吸 收，Ｎ 对 紫 外 光 的 吸 收 能 力 远 强 于 Ｃ，同时出现突越性变化，表明纳米氧化 锌较普通氧化锌具有 很好的紫外线 遮 蔽 特 性，特 别 是 在 ２７０ｎｍ 处 形 成 一 个 吸 收 峰，是纳米粒子 小 尺 寸 效 应、宏 观 量 子 尺 寸 效 应 的 体 现。 由 图３中可见，商品 氧 化 锌 也 有 一 定 的 紫 外 遮 蔽 效 果，主 要 出 现在２００ｎｍ 左右，但是效果较弱 。 ［１０］
图２为纳米氧化锌样品 Ｎ 的 ＴＥＭ 形 貌 图，纳 米 氧 化 锌 晶体为球形和类 球 形，结 晶 完 整，并 且 有 进 一 步 生 长 为 大 粒 子的趋势。 ２．２ 氧 化 锌 的 光 吸 收 性 能
纳米颗粒制备方法
反 向 共 沉 淀 法
影响沉淀纯度的因素
①表面吸附
原因：由于沉淀表面离子电荷的作用力未达到平衡，吸引 溶液中带相反电荷的离子，使沉淀微粒带有电荷，形成吸 附层。带电荷的微粒又吸引溶液中带相反电荷的离子，形 成扩散层，构成电中性的分子。 措施：物理吸附，洗涤沉淀
② 吸留和包藏
A 吸留是被吸附的杂质机械地嵌入沉淀中。 B 包藏常指母液机械地包藏在沉淀中。 原因：由于沉淀剂加入太快，使沉淀急速生长，沉淀表面 吸附的杂质来不及离开就被随后生成的沉淀所覆盖，使杂 质离子或母液被吸留或包藏在沉淀内部。 措施：陈化
陈化(aging)：指沉淀后让沉淀与母液共同放置一段时间
后，再过滤分离。
作用：使沉淀颗粒变得较为完整、均一。 原因：
a.沉淀中不完整部分的离子受到沉淀内部离子的吸引 力较小，易于在溶剂分子的作用下进入溶液，而在溶液中 的构晶离子又会不断地沉积在沉淀表面。（溶解、吸附平 衡） b.在同样的条件下，小颗粒的溶解度比大颗粒的 大。在同一溶液中，对大颗粒为饱和溶液时，对小颗粒 则为不饱和，小颗粒就要溶解。溶解下来的构晶离子又会 在大颗粒上较有规则地沉积，沉积到一定程度后，溶液对 大颗粒为饱和溶液时，对小颗粒又为不饱和，继续会溶解。 如此反复，使小颗粒逐渐消失，大颗粒不断长大。 c.有些沉淀陈化时还能发生晶型的转变，使亚稳态沉 淀转变为稳定态沉淀。
BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O
BaTiO(C2O4)2· 2O +6HCl 4H
BaCO3(结晶)+TiO2(结晶)
450-750℃
BaTiO3
(ii)混合物共沉淀： 沉淀产物为混合物时，如全稳定立方氧化 锆：
纳米TiO2的制备
纳米TiO2的制备方法综述关键字：纳米TiO2制备均匀沉淀法实验操作前言：TiO2由于其粒子具有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质使得其晶体具有优异的特性。
纳米Ti02在可见光区有较强的紫外光吸收能力、反射能力和散射能力，因此它可以广泛应用于防晒化妆品、光催化剂、高档涂料、人造纤维中。
由于其具有非常好的催化性能，可应用于空气净化、除臭杀菌、污水净化等领域。
同时Ti02纳米颗粒具有很好的亲油性和亲水性，可以制成防雾和自净化玻璃。
另外Ti02微粒具有良好的耐候性、耐腐蚀性、较高的热稳定性和化学稳定性、高比表面积、无毒、易分散、易烧结和低熔点等独特性能，又被广泛应用于功能陶瓷、油墨、高性能涂料、半导体材料、太阳能电池等诸多领域[1]。
目前，纳米Ti02的制备方法很多，一般可以分为物理法和化学法。
以下对Ti02纳米粒子的制备工艺进行了详细的分析和比较[2]。
1、物理法常用的物理法有气相冷凝法、粉碎法、真空冷凝法。
气相冷凝法是通过多种方法使物质挥发成气相，并经过特殊工艺冷凝成核得到纳米粉体。
由于使材料气化的方法有很多种，因此气相冷凝法的具体工艺也千差万别。
在气化和冷凝过程中须有保护性气氛，可以通过控制蒸发和冷凝的工艺条件来控制粉体的粒径。
气相蒸发沉积法、溅射法、蒸发-凝聚法、等离子法都是气相冷凝制备纳米粉体的重要方法,该方法制备的粉体纯度高，颗粒大小分布均匀，尺寸可控，适合于生产高熔点纳米金属粒子或纳米颗粒薄膜。
粉碎法，是利用球磨机转动和振动时的巨大能量，将原料粉碎为细小颗粒。
其制备纳米粉体的优点是工艺简单，易实现连续生产，并能制备出高熔点的金属和合金材料；缺点是其对设备要求很高，而且颗粒大小不均匀，容易引入杂质。
真空冷凝法用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体，然后骤冷。
其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。
2、化学法化学法在制备纳米Ti02粉体的方法中很重要，而目前研究最多的是气相法和液相法。
纳米材料的制备方法及其应用ppt课件
严 格 执 行 突 发事件 上报制 度、校 外活动 报批制 度等相 关规章 制度。 做到及 时发现 、制止 、汇报 并处理 各类违 纪行为 或突发 事件。
（7）电阻加热法
图 电阻加热制备纳米微粒的实验装置图
严 格 执 行 突 发事件 上报制 度、校 外活动 报批制 度等相 关规章 制度。 做到及 时发现 、制止 、汇报 并处理 各类违 纪行为 或突发 事件。
（6）电子束照射法
是利用高能电子束照射母材(一般为金属氧化 物如Al2O3 等)，表层的金属-氧(如Al-O键)被高 能电子“切断”，蒸发的金属原子通过瞬间 冷凝、成核、长大，最后形成纳米金属(如Al) 粉末。 ❖ 目前该方法仅限于获得纳米金属粉末。
严 格 执 行 突 发事件 上报制 度、校 外活动 报批制 度等相 关规章 制度。 做到及 时发现 、制止 、汇报 并处理 各类违 纪行为 或突发 事件。
严 格 执 行 突 发事件 上报制 度、校 外活动 报批制 度等相 关规章 制度。 做到及 时发现 、制止 、汇报 并处理 各类违 纪行为 或突发 事件。
1、沉淀法
它是将沉淀剂（OH－、CO32－、SO42－等）加入到金 属盐溶液中进行沉淀处理，再将沉淀物过滤、干燥、 煅烧，就制得纳米级化合物粉末，是典型的液相法。 主要用于制备纳米级金属氧化物粉末。它又包括均相
严 格 执 行 突 发事件 上报制 度、校 外活动 报批制 度等相 关规章 制度。 做到及 时发现 、制止 、汇报 并处理 各类违 纪行为 或突发 事件。
热蒸镀法制备的纳米Si粒子 在GaSb基板以自组成法制成的粒子
严 格 执 行 突 发事件 上报制 度、校 外活动 报批制 度等相 关规章 制度。 做到及 时发现 、制止 、汇报 并处理 各类违 纪行为 或突发 事件。
Y_2O_3和CeO_2复合掺杂ZrO_2纳米晶的制备与表征_庞松
Y2O3和CeO2复合掺杂ZrO2纳米晶的制备与表征Ξ庞 松,侯书恩3,张 涛,刘贺年(中国地质大学(武汉)材料科学与化学工程学院,湖北武汉430074)摘要:以ZrOCl2・8H2O,Y2O3,Ce(NO3)3・5.5H2O为原料,NH3・H2O作沉淀剂,少量表面活性剂PE作分散剂,采用反向共沉淀2喷雾干燥法,结合物理、化学分散技术,成功地制备了Y2O3,CeO2复合掺杂ZrO2纳米粉末。
通过DSC2TG,XRD,XPS,BET和SEM等方法对所制得粉末进行了表征。
结果表明:以Ce0.1Y0.1Zr0.8O1.95化学计量比制备的多元氢氧化物胶体经过喷雾干燥处理后,在500℃基本完成水合氧化物的分解,577℃附近完成由非晶相向立方相的转变;经过580～1000℃煅烧后,CeO2和Y2O3已经完全固溶到ZrO2中,形成类质同相体,该粉末系列均属于立方相萤石结构;掺杂进入ZrO2晶格中的Ce呈+4价形式存在;比表面积由22.0m2・g-1(580℃煅烧)减至4.97m2・g-1(1000℃煅烧);SEM结果显示800℃煅烧的该粉末颗粒尺寸分布均匀,多呈类球状,且粒径在50～80nm。
关键词:纳米ZrO2粉末;反向共沉淀2喷雾干燥法;Y2O3,CeO2复合掺杂;稀土中图分类号:TF123.2 文献标识码:A 文章编号:1000-4343(2007)06-0755-05 固体氧化物燃料电池(S olid Oxidation Fuel Cell 简称SOFC)是一种新型的发电方式,其工作时通过燃料气(如CH4,H2,CO等)和氧化剂(如O2等)的电化学反应把化学能直接转化为电能[1]。
Lee 等[2]在ZrO22CeO2中加入Y2O3可以阻止Ce4+还原反应的发生,提高了材料的稳定性。
多元掺杂ZrO2成为现在SOFC研究的热点。
实验证明:当固体电解质薄膜降到1～2μm时,SOFC的运行温度在650℃左右[3]。
超声波均匀沉淀法制备Y2O3∶Eu3+纳米晶及其荧光性能
超 声 波均 匀沉 淀 法 制 备 Ｙ ： ｕ ＋ ２ Ｏ３ Ｅ ３
纳 米 晶及 其 荧 光 性 能
司伟 张 力 明 ， 晶 ， 玉春 高宏 ， 王 翟 ，
（． １ 大连 交通 大学 无机超细粉体 制备及 应用辽宁省重点实验 室， 辽宁 大连 １６ ２ ；２ 东北大 学 材 料－ １０ ８ ． ９ 冶金 学院， 辽宁 沈阳 １００ １０４）
中（ ” ： ｕ ＝ ． ４ ０ ０ 物 质 的量 比 ） 与一 定 Ｙ Ｅ “ ０ ９ ： ．６， ，
量 ７ ５Ｍ 尿 素溶液混．． 匀 ， ． ｅ 调节溶液 ｐ 为 １ ． ， 口４ Ｘ－ Ｏ Ｈ ０ ０ 在超 声 波作 用下 ， 温至 ８ ℃ 回流 ５ｈ后停 止 ． 升 ０ 离
心分离 ， 经水洗 、 醇洗后于 ６ ￣真空干燥得到前体 ０Ｃ
仪测 定 纳 米 Ｙ ０ ： ｕ 的 晶 相 ， 墨 单 色 器 ， Ｅ ¨ 石
Ｃ ０（Ａ ＝０ １４０ ｍ） 扫 描 速 率 ０ 。 ・ ｕＫ 【 ． ５ ６ａ ， ．１
ａ ～， ｒｎ 管 压 ：０ｋ 管 流 ：０ｍＡ 精 确 量 取 纳 米 ｉ ４ Ｖ， ２ ．
ＹＯ ： ｕ 衍 射 （２ Ｅ¨ ２ ２）晶 面 峰 的 半 峰 宽 ， 据 根
１ 实验 方 法
１ １ Ｙ Ｏ３Ｅ “纳 米 晶的 制备 ． ： ｕ
（Ｒ ） Ｃ Ｔ 和等 离 子显 示 （ Ｄ ） 如 今 在 彩 色 电视 Ｐ Ｐ 中． 机 上广 泛使 用 的荧 光 粉 为微 米级 （ ４～８Ｉ ， ， 难 ａ ｍ） 以满足 高清 晰度 大 屏 幕 电视 发展 的需 要 ， 纳米 而 尺 度 的 Ｙ Ｏ ： ｕ 为实现 高 分辨显 示 器提 供 了可 Ｅ ¨ 能 ＿ Ｊ纳米 荧 光 粉 颗 粒 能 够 显 著 改 善 阴极 射 线 Ｊ． 。 管 涂屏 的均 匀性 ， 大大 提 高 图像 显 示 的清 晰度 与 分 辨率 ， 量子 发光 效率 也将 提 高． 随着场 发射 显示 技术（ Ｅ 和等离子平板 显示技术 （Ｄ ） Ｆ Ｄ） Ｐ Ｐ 的发
基于微波加热的微乳液和均匀沉淀耦合法的纳米氧化物制备_王林
纳米粉体的粒径、粒径分布及其他物理化学性质主要由制备工艺决定。
近年来，对纳米氧化锌的制备工艺有良多，好比固相合成、激光气相沉积、喷雾热解等。
考察制备前提对产物均匀粒径以及粒径分布的影响，并研究微波参与对产物的粒径、分布和晶体结构的作用。
纳米氧化锌粉体无毒、表面积大、张力大、非迁移、磁性强，而且原料很轻易获得。
微乳液和平均沉淀耦正当同时具有微乳液法和平均沉淀法的长处，且操纵简朴，设备数目少，不仅能得到具有较窄粒径分布的纳米粒子，还能对粒子的粒径进行剪裁。
因为二氧化铈具有宽带强吸收不吸收可见光的优异机能，若在二氧化硅中如果少量的纳米二氧化铈，则能使玻璃具有防紫外线的功能，且仍旧具备透光的功能；若在催化剂中如果纳米二氧化铈的粉末，能够显著地降低催化剂的积碳程度，延长使用寿命。
本文采用微乳液融合均匀沉淀方法，微波辐射的条件下进行纳米氧化物制造。
在耐磨橡胶、陶瓷、玻璃、催化剂和雷达吸波材料制造领域得到广泛的应用。
1传统加热条件下的纳米氧化物制备1.1试验方法在常温条件下把一定量的正乙醇和表面活性剂融于６５ｍｌ的Ｃ７Ｈ１６中，同时准备好８ｍｌ的乙二酸二甲酯以及硝酸锌的融合性试剂，将试剂进行充分混合直至变成透明，此时为微乳液状态。
将次混合性微乳液加热至４５℃反应３ｈ后，进行压力释放、蒸馏获得Ｈ２Ｏ和Ｃ７Ｈ１６；然后采取以下清洗步骤：①用酒精水洗沉淀３次。
②用去掉离子后的Ｈ２Ｏ清洗沉淀３次。
③在５０℃的真空环境下干燥３ｈ。
④干燥后形成白色乙二酸铈固体。
⑤将固体置于空气中焙烧１ｈ，即得到纳米粉体。
1.2反应机理用均匀沉淀法制备成ＨＣ２Ｏ４的关键步骤是：把乙二酸二甲酯以及ＮＯ３－在室温环境下在Ｈ２Ｏ中溶解，获得混沌溶剂。
由于乙二酸二甲酯水解在室温下具有较长的诱导期，造成溶液中乙二酸浓度很低，因而能令乙二酸二甲酯和ＮＯ３－充分混合，但不会沉淀产生ＨＣ２Ｏ４。
当加热混沌溶剂至４５℃时，可以极大缩短乙二酸二甲酯水解的诱导期，乙二酸以及乙二酸根离子在溶液中平均地分布，从本质上降低了沉淀剂的浓度。
沉淀法制备纳米微粒
➢ 在此溶液中慢慢加入少量 蒸馏水并进行搅拌，由于加 水分解结果白色的超微粒子 沉淀出来(晶态BaTiO3)．
2021/10/10
18
(ⅱ)复合金属氧化物粉末．
金属酵盐法制备各种复合金属氧化物粉末是本法的优越性之所 在．表中列出了根据氧化物粉末的沉淀状态分类的复合氧化物．
粒径为10~15nm的BaTiO3纳米微粒的工艺流程图
➢ 由Ba与醇直接反应得到 Ba的醇盐，并放出氢气；
➢ 醇与加有氨的四氯化钛 反应得到Ti的醇盐，然后滤 掉氯化铵．
粒之间组成的均一性。用醇盐水解法就能获得具有同一组 成的微粒。
例如，由金属醇盐合成的SrTiO3通过50个粒子进行组分分 析结果见表，由表可知，不同浓度醇盐合成的SrTiO3粒子 的Sr/Ti之比都非常接近1，这表明合成的粒子，以粒子为
单位都具有优良的组成均一性，符合化学计量组成．
A 金属醇盐的合成
(ⅱ)混合物共沉淀．
如果沉淀产物为混合物时，称为混合物共沉淀．
共沉淀例子：ZrO2-Y2O3
（锆、钇）
例： Y2O3+6HCl=2YCl3+3H2O ZrOCl2·8H2O和YCl3混合液中加NH4ON
ZrOCl2+2NH4OH+H2O=Zr(OH)4+2NH4Cl
YCl3+3NH4OH=Y(OH)3+3NH4Cl
定义：含多种阳离子的溶液中加入沉淀剂后，所有离子完 全沉淀的方法称共沉淀法，它又可分成单相共沉淀和混合 物的共沉淀。
(i)单相共沉淀：沉淀物为单一化合物或单相固溶体时，称 为单相共沉淀．
例如，BaCl2+TiCl4（加草酸）形成了单相化合物 BaTiO(C2O4)2·4H2O↓，经（450-7500C）分解得到BaTiO3 的纳米粒子。
纳米材料的制备方法
2 、 在 Ba , Ti 的 硝 酸 盐 溶 液 中 加 入 草 酸 沉 淀 剂 后 , 形 成 了 单 相 化 合 物 BaTiOC2H44H2O沉淀.经高温分解,可制得BaTiO3的纳米粒子.
3、将Y2O3用盐酸溶解得到YCl3,然后将ZrOCl28H2O和YCl3配成一定浓 度的混合溶液,在其中加入NH4OH后便有ZrOH4和YOH3的沉淀形成,经洗 涤、脱水、煅烧可制得ZrO2Y2O3的纳米粒子.
纳米粒子合成的化学方法
化学法主要是自下而上的方法,即是通过适当的 化学反应化学反应中物质之间的原子必然进行组 排,这种过程决定物质的存在状态,包括液相、气相 和固相反应,从分子、原子出发制备纳米颗粒物质. 化学法包括气相反应法和液相反应法.
气相反应法可分为：气相分解法、气相合成法及气－固 反应法等
例如：将尿素水溶液加热到70oC左右,就会发生如ห้องสมุดไป่ตู้水解反应：
NH22CO + 3H2O → 2NH4OH + CO2 由此生成的沉淀剂NH4OH在金属盐的溶液中分布均匀,浓度低,使得 沉淀物均匀地生成.由于尿素的分解速度受加热温度和尿素浓度的控制,因 此可以使尿素分解速度降得相低.有人采用低的尿素分解速度来制得单晶 微粒,用此种方法可制备多种盐的均匀沉淀.
冻结干燥法 喷雾法
纳米粒子合成的物理方法
真空冷凝法 用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成
等粒子体,然后骤冷.其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控, 但技术设备要求高.
物理粉碎法 通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子.其特点
操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀.
机械球磨法 采用球磨方法,控制适当的条件得到纯元素、合金或复合
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ＸＵ ｉ ＧＵＯ ｉｂ ０ Ｉ， Ｊ８ ， Ｇｕ— ａ － ＹＵＮ ｅ ｇ ， ｆｎ ＡＮ ｈ ｎ ．ｉ・ Ｓ ｅ ｇ１ 。 （ ． ．１ ａ ａ１ ｈｍｉａ ｎ ｉｅｒｎ ｃ ，ｎｅ ｎｏｉ Ｕ１ ｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｅａｄ Ｔ ｃｎ ｌｇ Ｂ ０ ｕ０ ４ １ ， ｈｎ ； ． 叫 ｉａ １ Ｂｏ０ １ Ｊ ｃ ｅ ｃ ｌ ｇｎ ｅｉｇＳ ｈ ＩｎｒＭｏ ｇｌ Ｉｖｒｉ ｆＳｉ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｙ， ａｔ ｌＯ Ｏ Ｃ ｉ８ ２ Ｍｅ ｃ ｄ Ｅ ａ ｉ ｔ ｅ ｏ ｏ ｃｌ
７ ｏ℃ ｈ ｓ ｉ ｉ ｅ ｎ ｂｈ ｖ ｒ ｎ 出ｃ ｒ ｆ ３ ６ ／ ． ｈ ｖ ｒ ｃ ａ ｉ ｅｓ ｅｉ ａ ｏｔ ８ ｎ ａｄｔ ａ ｉ ｅｓ ｅｉ ｅ — ｏ ａ ｈ ｈｄ ｐ 耐ｏ ｅａ ｉ ｄａｓ ｅａ ａ０ ５ ． ｇ Ｔ ｅ８ｅ ｇ ｐ Ｉｃ ｉ ｂｕ １ ｍ，ｎ ｅｐｎ ｃ ｉ ｎ ａ ｇ ｓ ０ａ ｕ ｅ ａ ｔｌ ｚ ｓ ｈ ｌ ｚ ｓ
Ｖｏ ２７． ｌ Ｎ０３
文 章 编 号 ：Ｏ Ｌ— ７ ２ ２ ｏ ）３一 ２ ５ ３ ｌ ０ ９ ６ （ ｏ ８ Ｏ Ｏ ４ —０ ４
均 匀沉 淀 碳 吸 附耦合 法制 备 Ｙ Ｏ 纳米 粒 子及表 征 ’ ２３
许 嘉 郭贵 宝 一， ， 云
（． １ 内蒙 古 科 技大 学 生 物 与 化 学 工 程学 院 ， 蒙 古 包 头 内 １０８ ；． Ｏ０３ ３ 内蒙 古 科 技 大 学 材 料 与冶 金 学 院 ， 内蒙古 包 头
ｎｒＭｏ ｇ Ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏ０ｙ Ｂ ｏ ｕＯｌ０ Ｏ， ｈｎ ） ｅ ｎ ０ｉ Ｕ ｉｅｓｙ０ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎｌｇ ， ８ｔ ４ １ Ｃ ｉａ ８ ｔ Ｓ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ： ０ ｇ ｎ ｏ ｓ ｐ ｅ ｉｉ ｔ ｎ；ａ ｂ ｎ ａ ｓ ｐｉｎ； ａｌｍｅｅ ； ｔｒ ｙ ｗＯ ｄ ｈ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ｒｃｐｔ ｉ ｃ ｒ ｏ ｂ ０ ｔ ａｏ ｏ ｎｒ ０ ｔｒ ｙｔｉ ａ
＆ｅ ｆ Ｉ ２ ３ｐ ｗ ｅ ｗ ｒ ｃａａｔ ｚｄ ｂ ａ１ ｘＲ Ｔ ｒａ０ ｌ Ｙ ０ ０ ｄ ｅｅ ｂ ｒｃ ｅ ｙｍｅｆ ｔｅ ｓ Ｄ， ＥＭ ｎ Ｅ １ ｅ ｒｓ ｌ ｈ ｗ ｔａ ｎ 玎 ｉ ｄ ０ ０ ｄｒｃ１ｉｅ ｆ ａｄ Ｂ Ｔ．］ ｅｕ￡ ｓｏ ｈ ｔ ａ ｓ ｅ ３ｐ ｗ ｅ ａｃｎ ｄ ａ ｈ ｓ ｚ
ＩＩ ｐ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｃ ａ ａ ｔ ｒｚ ｔ０ ｆｎ ｎ ｍ ｅ ｅ ｉ ｅ ａ ｔ ｌｓ ｂ ｈ ＇ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉａ ｉ ｎ ０ ａ ０ ． ０ ｔ ｒ ｓｚ ｄ Ｙ２ ｏ３ｐ ｒ ｉ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ｃ ｕ ｌ ｇ ｒ ｕ ｅ ０ ０ ０ ｅ ｅ ｕ ｒ ｃｐ ｔ ｔ０ ｔ ａ ｂ ｎ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ０ ｐ ｉ Ｏ ｔ ｆ ｈ ｍ ｇ ｎ ０ ｓ ｐ ｅ ｉ ｉａ ｉ ｎ ｗｉｈ ｃ ｒ ０ ｂ Ｏ ｐ ｉ ｎ ０
峰 安 胜 利 ，
０４ １ ； ． 京 科 技 大 学 冶 金 与 生 态工 程 学 院 ， 京 １００ ２ 北 北 Ｏ４ １） １ｏＯ
关 键 词 ： 匀沉 淀 ； 吸 附 ； 米 ； 化 钇 均 碳 纳 氧
中 图 分 类 号 ： ｃ１８ Ｔ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ
摘
要 ： 用 均匀 沉 淀 碳 吸 附 法 制 备 氧 化钇 纳 米 粉体 ． 讨碳 黑 的 加 入 量对 粉 体 表 面 积 的影 响 ， 得 到 最 佳 的 碳 采 探 以
２ ｏ 年 ９月 ｏ８学 报
Ｊ ｕＴ ｏ ｍｅ ｎ ０ｉ Ｕ １ ｅ ０ ｃｅ ｃ Ｊ ｅ ｈ ０ｏ ｙ ｏ ｊ ｆｈ ｒＭ０ ｇ ｌ ｌｖ 玮 ａ ｉ ｆＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ １
Ｓ ｐｅ ｂ ｒ ２ ｏ ｅ ｌｒ ｅ ， ｏ ８ ｎ
Ａ ｓ ａｔ Ｙ ３ ａ 【 ｏ ｄｒ ｗ ｒ ｓｎ ｅｉ ｄｂ ｏ 。ｅ ｅｕ ｒ ． ｔ ｉ ｎ ａ ０ ｂ ｐ ０ ｅ ｏ ． ｈ ｄ ｉ ｎ ｆ ａ ｏ ｈｗ ｄａ ｂ ｔ ｃ： ２ ｎ ｐ Ｗ ｅ ｅ ｙ 山 ｓ ｅ ｙ８ｈｍ ｇｎｏ ｓ ｅ ｐａ ｏ ａ ｄｃｒ ｎａｓ ｔ ｎｍ ｔ ｄ ， ｅａ ｄ ｉ ｒ ｎｓ０ ｅ ｒ ｏ ｎ 卜 ｓ ｅ ｚ ｐ ｃ ｉｔｎ ｂ ｏｉ ｈ ｒ ｔ ｏｃ ｂ ｏ
黑 加入 量 ． 用 ｘ Ｄ Ｔ Ｍ 和 Ｂ Ｔ等 现 代 物理 测试 方 法 对 其物 相 、 粒 度 、 散 性 、 粒 形 貌 和 比 表 面 积 等 性 能 进 利 Ｒ 。Ｅ Ｅ 颗 分 颗
行表 征 ． 果表 明 ，ｏ 结 ７ｏ℃ 焙 烧 的 粉体 呈 现 良好 的分 散 状态 ， 表面 积 为 ５ ． ／ 。 均 颗 粒 直 径 为 ｌ ｍ； 着 烧 比 ３６ ｇ平 ８ｎ 随 结 温度 的升 高 ， 体 的 粒 径 逐 渐 增 大 ． 粉
ｅ ｔｉｎ ｅ ｃ ｎ 出ｅ ｎ ｎ — ｏ ｅ ｓ Ｔｈ ｐｉ ｍ ｏ ｎ ｆｃ ｒ ｏ ｓ ｆｕ ｄ． ｅ ｈ ｓ ｐ ｒｉｌ ｈ ｐ ｓ ｐ ｃｅ ｓｚ ｎ ｐ ｃ ｃ ｓＩ ｅ ａ ｎ ｕ ｎ ｅ０ ａ ｏ ｐ ｗｄ ｒ ． ｅ ｏ ｔｍｕ ｃ ｍｅ ｔ０ ａ ｂ ｎ ｗａ ０ ｎ Ｔｈ ｐ ８ｅ， ａｔ ｅ ｓ ａ ｅ ， ｌ ｉｅ ａ ｄ ｓ ｅ ｍ ｕｆｃ ｃ