本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，人們做了大量工作探索制備各種無機(jī)材料的最好方法，稀土氟化物微納米材料主要有沉淀法、微乳液法、水熱與溶劑熱法、溶膠凝膠法、微波法、超聲波法、前驅(qū)體熱解法、靜電紡絲等合成制備方法。最近，在各種合成材料的方法中，環(huán)境友好的合成策略如熔鹽法水熱法和模板法已逐漸被認(rèn)為是可行的技術(shù)。尤其是水熱方法制備具有各種可控形貌和結(jié)構(gòu)的無機(jī)材料時具有有效和簡便的的優(yōu)點。由于材料的性質(zhì)與晶體的形貌尺寸和維度有密切關(guān)系，因此納/微米材料的控制合成在現(xiàn)代化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域具有重要意義。

稀土離子Eu³⁺的化合物具有較強(qiáng)的發(fā)光強(qiáng)度，能發(fā)射鮮艷的紅光等特點，可將Eu³⁺的發(fā)射光譜作為焚光結(jié)構(gòu)探針，以獲取產(chǎn)物結(jié)構(gòu)信息。目前對Eu³⁺化合物的研究有很多。但是從應(yīng)用的角度考慮，合成的Eu³⁺化合物的納米材料不但要具有理想的無雜質(zhì)成分、可調(diào)節(jié)的尺寸形貌和結(jié)構(gòu)，而且要用綠色環(huán)境友好的方法進(jìn)行合成和組裝，這樣的合成技術(shù)卻鮮有報道， 因此，發(fā)展一種溫和更可控的方法制備新穎結(jié)構(gòu)的材料具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料及其制備方法。本發(fā)明具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料具有微納米棒狀結(jié)構(gòu)和形貌，尺寸均勻、無雜質(zhì)。本發(fā)明制備方法具有操作簡單方便，重復(fù)性好，溫度要求低、成本低等優(yōu)點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成： 氧化銪5-10份、氟化銨溶液10-15份、螯合劑溶液10-15份、酸堿調(diào)節(jié)劑3-5份、無水乙醇10-20份、蒸餾水50-60份。

本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，由以下重量份數(shù)的原料制備而成： 氧化銪5份、氟化銨溶液8份、螯合劑溶液10份、酸堿調(diào)節(jié)劑4份、無水乙醇12份、蒸餾水55份。

所述螯合劑溶液為Na₂H₂EDTA溶液。

所述螯合劑溶液的物質(zhì)的量濃度為0.2-0.4mol/L。

所述氟化銨溶液的物質(zhì)的量濃度為1.0-1.8 mol/L。

所述酸堿調(diào)節(jié)劑為硝酸或氨水。

所述酸堿調(diào)節(jié)劑的濃度為15-20%。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料的制備方法，步驟如下。

（1）按重量份數(shù)稱取氧化銪和酸堿調(diào)節(jié)劑放入的燒杯a中，再加入蒸餾水，調(diào)節(jié)溶液的PH值為1-4，然后進(jìn)行加熱攪拌，溫度為70-80℃，攪拌轉(zhuǎn)速為100-150r/min，攪拌時間為20-30min，攪拌至溶液近干備用。

（2）按重量份數(shù)稱取螯合劑溶液加入燒杯b中，再將燒杯b放在電磁攪拌器上攪拌至溶液變渾獨。

（3）按重量份數(shù)稱取氟化銨溶液放入號燒杯a中進(jìn)行磁力攪拌5-10min，再將燒杯b中的液體加入燒杯a中，磁力攪拌5-10min。

（4）按重量份數(shù)稱取酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)上述步驟（3）的混合液體的PH值為1-4。

（5）將上述步驟（4）的液體倒入含聚四氟乙稀內(nèi)襯的不繡鋼應(yīng)釜中直至液面達(dá)到總體積的70-80%，將反應(yīng)釜放置在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度80-90℃，干燥時間20-30min。

（6）將上述步驟（5）干燥后的產(chǎn)物分別用無水乙醇、蒸餾水洗滌3-5次；然后再將其放入真空干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度60-80℃，干燥時間6-8h，即得成品。

所述步驟（3）的攪拌轉(zhuǎn)速為100-150r/min。

所述步驟（6）所得的成品為灰色粉末狀。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用經(jīng)濟(jì)友好、條件溫和的水熱合成法成功制備出具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米晶體。并通過改變實驗條件，成功的合成制備出形貌規(guī)則、尺寸均一的微納米棒，實現(xiàn)了對具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米棒的形貌結(jié)構(gòu)與尺寸的可控調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1實施例1所得產(chǎn)物的FE-SEM透射電鏡圖片。

圖2實施例2所得產(chǎn)物的FE-SEM透射電鏡圖片。

圖3實施例3所得產(chǎn)物的FE-SEM透射電鏡圖片。

圖4實施例4所得產(chǎn)物的FE-SEM透射電鏡圖片。

圖5實施例2所得產(chǎn)物的XRD衍射圖譜。

圖6 實施例2所得產(chǎn)物的X射線能量色散光譜（EDX）分析。

具體實施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

實施例1。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成： 氧化銪7份、氟化銨溶液（物質(zhì)的量濃度為1.2 mol/L）10份、Na₂H₂EDTA溶液（物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L）10份、酸堿調(diào)節(jié)劑硝酸（濃度為18%）4份、無水乙醇11份、蒸餾水52份。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料的制備方法，步驟如下。

（1）按重量份數(shù)稱取氧化銪和酸堿調(diào)節(jié)劑放入的燒杯a中，再加入蒸餾水，調(diào)節(jié)溶液的PH值為2，然后進(jìn)行加熱攪拌，溫度為75℃，攪拌轉(zhuǎn)速為110r/min，攪拌時間為25min，攪拌至溶液近干備用。

（2）按重量份數(shù)稱取螯合劑溶液加入燒杯b中，再將燒杯b放在電磁攪拌器上攪拌至溶液變渾獨。

（3）按重量份數(shù)稱取氟化銨溶液放入號燒杯a中進(jìn)行磁力攪拌5min，再將燒杯b中的液體加入燒杯a中，磁力攪拌5min，攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min。

（4）按重量份數(shù)稱取酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)上述步驟（3）的混合液體的PH值為2。

（5）將上述步驟（4）的液體倒入含聚四氟乙稀內(nèi)襯的不繡鋼應(yīng)釜中直至液面達(dá)到總體積的80%，將反應(yīng)釜放置在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度90℃，干燥時間20min。

（6）將上述步驟（5）干燥后的產(chǎn)物分別用無水乙醇、蒸餾水洗滌3次；然后再將其放入真空干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度70℃，干燥時間7h，即得成品，為灰色粉末狀。

由圖1可知，實施例1的EuF₃產(chǎn)物由形貌均一的棒狀結(jié)構(gòu)組成，棒的長度為960-990nm。

實施例2。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成： 氧化銪5份、氟化銨溶液（物質(zhì)的量濃度為1.4 mol/L）8份、Na₂H₂EDTA溶液（物質(zhì)的量濃度為0.3mol/L）10份、酸堿調(diào)節(jié)劑硝酸（濃度為18%）4份、無水乙醇12份、蒸餾水55份。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料的制備方法，步驟如下。

（1）按重量份數(shù)稱取氧化銪和酸堿調(diào)節(jié)劑放入的燒杯a中，再加入蒸餾水，調(diào)節(jié)溶液的PH值為3，然后進(jìn)行加熱攪拌，溫度為80℃，攪拌轉(zhuǎn)速為120r/min，攪拌時間為25min，攪拌至溶液近干備用。

（2）按重量份數(shù)稱取螯合劑溶液加入燒杯b中，再將燒杯b放在電磁攪拌器上攪拌至溶液變渾獨。

（3）按重量份數(shù)稱取氟化銨溶液放入號燒杯a中進(jìn)行磁力攪拌8min，再將燒杯b中的液體加入燒杯a中，磁力攪拌8min，攪拌轉(zhuǎn)速為130r/min。

（4）按重量份數(shù)稱取酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)上述步驟（3）的混合液體的PH值為3。

（5）將上述步驟（4）的液體倒入含聚四氟乙稀內(nèi)襯的不繡鋼應(yīng)釜中直至液面達(dá)到總體積的70-80%，將反應(yīng)釜放置在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度85℃，干燥時間25min。

（6）將上述步驟（5）干燥后的產(chǎn)物分別用無水乙醇、蒸餾水洗滌5次；然后再將其放入真空干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度75℃，干燥時間8h，即得成品，為灰色粉末狀。

由圖2可知，實施例2的EuF₃產(chǎn)物由形貌均一的棒狀結(jié)構(gòu)組成，棒的長度為960-990nm。

由圖5和圖6可知，圖5與標(biāo)準(zhǔn)卡片PDF對比，所有的衍射峰都可以指標(biāo)化為正交相EuF₃（JCPDS Card No.33-0542，a=6.619nm；b=7.015nm；c=4.395nm），所有的峰值與標(biāo)準(zhǔn)圖譜基本一致，不存在明顯的雜峰；從圖6可以看出，產(chǎn)物的組成元素僅有E和F兩種元素，其比例為1:3左右，因此，測試分析結(jié)果顯示實施例2的EuF₃產(chǎn)物的純度較高，不存在其他副產(chǎn)物。

實施例3。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成： 氧化銪10份、氟化銨溶液（物質(zhì)的量濃度為1.6mol/L）12份、Na₂H₂EDTA溶液（物質(zhì)的量濃度為0.4mol/L）12份、酸堿調(diào)節(jié)劑硝酸（濃度為18%）3份、無水乙醇18份、蒸餾水52份。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料的制備方法，步驟如下。

（1）按重量份數(shù)稱取氧化銪和酸堿調(diào)節(jié)劑放入的燒杯a中，再加入蒸餾水，調(diào)節(jié)溶液的PH值為3，然后進(jìn)行加熱攪拌，溫度為80℃，攪拌轉(zhuǎn)速為120r/min，攪拌時間為25min，攪拌至溶液近干備用。

（2）按重量份數(shù)稱取螯合劑溶液加入燒杯b中，再將燒杯b放在電磁攪拌器上攪拌至溶液變渾獨。

（3）按重量份數(shù)稱取氟化銨溶液放入號燒杯a中進(jìn)行磁力攪拌8min，再將燒杯b中的液體加入燒杯a中，磁力攪拌8min，攪拌轉(zhuǎn)速為130r/min。

（4）按重量份數(shù)稱取酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)上述步驟（3）的混合液體的PH值為3。

（5）將上述步驟（4）的液體倒入含聚四氟乙稀內(nèi)襯的不繡鋼應(yīng)釜中直至液面達(dá)到總體積的70-80%，將反應(yīng)釜放置在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度85℃，干燥時間25min。

（6）將上述步驟（5）干燥后的產(chǎn)物分別用無水乙醇、蒸餾水洗滌5次；然后再將其放入真空干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度75℃，干燥時間8h，即得成品，為灰色粉末狀。

由圖3可知，實施例3的EuF₃產(chǎn)物由形貌均一的棒狀結(jié)構(gòu)組成，棒的長度為960-990nm。

實施例4。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成： 氧化銪6份、氟化銨溶液（物質(zhì)的量濃度為1.8 mol/L）14份、Na₂H₂EDTA溶液（物質(zhì)的量濃度為0.3mol/L）11份、酸堿調(diào)節(jié)劑硝酸（濃度為18%）5份、無水乙醇18份、蒸餾水60份。

一種具有棒狀結(jié)構(gòu)形貌的EuF₃微納米材料的制備方法，步驟如下。

（1）按重量份數(shù)稱取氧化銪和酸堿調(diào)節(jié)劑放入的燒杯a中，再加入蒸餾水，調(diào)節(jié)溶液的PH值為2，然后進(jìn)行加熱攪拌，溫度為75℃，攪拌轉(zhuǎn)速為110r/min，攪拌時間為25min，攪拌至溶液近干備用。

（2）按重量份數(shù)稱取螯合劑溶液加入燒杯b中，再將燒杯b放在電磁攪拌器上攪拌至溶液變渾獨。

（3）按重量份數(shù)稱取氟化銨溶液放入號燒杯a中進(jìn)行磁力攪拌5min，再將燒杯b中的液體加入燒杯a中，磁力攪拌5min，攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min。

（4）按重量份數(shù)稱取酸堿調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)上述步驟（3）的混合液體的PH值為2。

（5）將上述步驟（4）的液體倒入含聚四氟乙稀內(nèi)襯的不繡鋼應(yīng)釜中直至液面達(dá)到總體積的80%，將反應(yīng)釜放置在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度90℃，干燥時間20min。

（6）將上述步驟（5）干燥后的產(chǎn)物分別用無水乙醇、蒸餾水洗滌3次；然后再將其放入真空干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥溫度70℃，干燥時間7h，即得成品，為灰色粉末狀。

由圖4可知，實施例4的EuF₃產(chǎn)物由形貌均一的棒狀結(jié)構(gòu)組成，棒的長度為960-990nm。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。