專利名稱：氟化鉛中空納米球的溶劑熱合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)納米材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及無(wú)機(jī)納米材料的制備方法，具體的說(shuō)是氟化鉛中空 納米球的合成方法?？蓱?yīng)用于固體電解質(zhì)、隔膜、化學(xué)傳感器、微電子和光電子器件材料等方面。
背景技術(shù)：
PbF2晶體是一種重要的超離子導(dǎo)體，在微電子和光電子器件方面有著廣泛的應(yīng)ffl。例如，可以作為固 體電解質(zhì)、隔膜和化學(xué)傳感器材料。另外，PbF2晶體具有密度高、輻射長(zhǎng)度短、平均原子序數(shù)大及透光范 圍延伸至紫外區(qū)的特點(diǎn)，因此有望成為最理想的Cherenkov輻射體。研究表明PbF2材料的性能在很大程度上 與減小晶粒尺度至納米量級(jí)有直接關(guān)系，然而，其低維納米結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)報(bào)道還很少。
本發(fā)明就是針對(duì)氟化鉛低維納米結(jié)構(gòu)的制備，提供了一種操作安全、簡(jiǎn)單的氟化鉛中空納米球的制備 方法。對(duì)于氟化鉛中空納米球的制備方法，目前還鮮為報(bào)道。本發(fā)明也為氟化鉛中空納米球的制備提供了 一條簡(jiǎn)單的合成路線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的意義在于提供一種氟化鉛中空納米球的合成方法，這種方法具有合成的中空納米球大小可 控，結(jié)晶度高，操作安全、容易，工藝重復(fù)性好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于通過(guò)改變水與表面活性劑的摩爾比和其它反應(yīng)條件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氟化鉛中空納米球 大小和形貌的可控制備；同時(shí)使用高沸點(diǎn)的環(huán)己烷作為溶劑，使操作更安全。
氟化鉛中空納米球合成步驟如下-
在燒杯中加入一定量的環(huán)己烷和正丁醇，在攪拌下再加入一定量的表面活性劑，攪拌至溶液呈透明。 將一定量碳酸鹽和鎂鹽水溶液加入上述溶液，控制氟化氫和鉛離子濃度為0.05 — lmol/L，水與表面活性劑 的摩爾比為2—40,得到微乳溶液。再將上述微乳液密封閉于襯有聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中，然后在100— 120 "C加熱晶化6—24小時(shí)，晶化完畢后將反應(yīng)釜溫度降至室溫，產(chǎn)物水洗至中性，在80 'C真空干燥3 小時(shí)得到氟化鉛中空納米球。


附圖1是合成的氟化鉛中空納米球的透射電子顯微鏡照片(由實(shí)施方案1中制備)。
附圖2是合成的氟化鉛中空納米球的透射電子顯微鏡照片(由實(shí)施方案2中制備)。
附圖3、 4是合成的氟化鉛微小粒子聚集體的透射電子顯微鏡照片(由實(shí)施方案3和4中制備)。
附圖5是合成的部分被腐蝕的氟化鉛球形粒子的透射電子顯微鏡照片(由實(shí)施方案5中制備)。
附圖6是合成的氟化鉛納米球的透射電子顯微鏡照片(由實(shí)施方案6中制備)。 具體實(shí)施方案 實(shí)施方案1
在80 mL燒杯中加入20.75 mL環(huán)己烷和l mL正戊醇，在攪拌下再加入l g十六烷基三甲基溴化銨，攪 拌至溶液呈透明(水與十六垸基三甲基溴化銨的摩爾比為5)。上述微乳液配制兩份，分別加入0.25mL0.5 mol/L氟化氫和0.5 mol/L硝酸鉛水溶液，攪拌30 min后將兩個(gè)微乳液混合在一起，繼續(xù)攪拌30 min，轉(zhuǎn) 移至80 mL反應(yīng)釜中，于120 'C陳化12 h，自然冷卻至室溫，所得白色沉淀用異丙醇和去離子水洗滌，于 真空烘箱中在80 t:下恒溫干燥12 h，得最終產(chǎn)物。
實(shí)施方案2
將實(shí)施方案1中水與十六垸基三甲基溴化銨的摩爾比為變?yōu)?5,其它條件不變。 實(shí)施方案3
將實(shí)施方案l中水與十六垸基三甲基溴化銨的摩爾比為變?yōu)?0，其它條件不變。 實(shí)施方案4
將實(shí)施方案1中水與十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為變?yōu)?5，其它條件不變。 實(shí)施方案5
將實(shí)施方案l中水與十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為變?yōu)?0,其它條件不變。
實(shí)施方案6
將實(shí)施方案1中水與十六垸基三甲基溴化銨的摩爾比為變?yōu)?.5，其它條件不變。 實(shí)施方案7
將實(shí)施方案1中鉛離子濃度變?yōu)?. 1 mol/L，其它條件不變。 實(shí)施方案8
將實(shí)施方案1中鉛離子濃度變?yōu)?. 75 mol/L，其它條件不變。 實(shí)施方案9
將實(shí)施方案1中鉛離子濃度變?yōu)? mol/L，其它條件不變。 實(shí)施方案10
將實(shí)施方案1中晶化溫度變?yōu)?00 'C，其它條件不變。 實(shí)施方案11
將實(shí)施方案1中晶化時(shí)間變?yōu)?4 h,其它條件不變。
權(quán)利要求
1. 一種氟化鉛中空納米球的微乳溶劑熱合成方法，其特征在于包括如下步驟a. 微乳溶液制備在燒杯中加入一定量的環(huán)己烷和正丁醇，在攪拌下再加入一定量的表面活性劑，攪拌至溶液呈透明；將一定量氟化氫和鉛鹽水溶液加入上述溶液，控制氟化氫和鉛離子濃度為0.05—1mol/L，水與表面活性劑的摩爾比為2—40，得到微乳溶液；b. 溶劑熱合成氟化鉛中空納米球?qū)⑸鲜銮绑w裝于密閉的襯有聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中加熱晶化，待晶化完畢后反應(yīng)釜溫度降至室溫，將產(chǎn)物水洗至中性，然后在80℃真空干燥3小時(shí)得到氟化鉛中空納米球；其中，晶化溫度為100—120℃，晶化時(shí)間為6—24小時(shí)。
2. 根據(jù)權(quán)利1要求的氟化鉛中空納米球的微乳溶劑熱合成方法，其特征在于所述的鉛鹽為可溶性的鉛鹽。
3. 根據(jù)權(quán)利1要求的氟化鉛中空納米球的微乳溶劑熱合成方法，其特征在于所述的溶劑為環(huán)己烷。
4. 根據(jù)權(quán)利1要求的氟化鉛中空納米球的微乳溶劑熱合成方法，其特征在于所述的表面活性劑為長(zhǎng)鏈 磷酸鹽、長(zhǎng)鏈硫酸鹽、十六烷基三甲基溴化銨和聚乙二醇。
5. 根據(jù)權(quán)利1要求的氟化鉛中空納米球的微乳溶劑熱合成方法，其特征在于所述的晶化溫度優(yōu)先選自 12(TC，時(shí)間優(yōu)先選自12小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明是涉及一種微乳輔助的溶劑熱制備氟化鉛中空納米球的方法，屬于無(wú)機(jī)納米材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)明是以環(huán)己烷為溶劑，利用氟化氫和鉛離子的沉淀反應(yīng)，以表面活性劑為軟模板，制備氟化鉛中空納米球，其中軟模板為一些表面活性劑，鉛離子來(lái)自于可溶性的鉛鹽。該方法合成的碳酸鎂納米棒直徑為30-100nm左右。該方法合成的氟化鉛中空納米球大小可控，成本低，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作安全、容易，工藝重復(fù)性好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，適合工業(yè)放大生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01G21/00GK101391805SQ200810153128
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者宋立民, 張淑娟, 斌 陳 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)