专利名称：A位掺Na的PrMnO<sub>3</sub>及溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO<sub>3</sub>的方法
技术领域：
本发明涉及A位掺Na的PrMnO3及其制备方法。
背景技术：
LrvxAxMnO3 (A = Ca, Sr，Ba, K，Na)的磁学性质近年来已经成为磁学研究的热点。 其中研究最多的是Mn3+ Mn4+= 2 1和1 1的两种情况，(他们分别对应铁磁性和反铁磁性最强的情况)以及此两种情况下B位过渡金属元素掺杂。当A = Na时分别对应χ =0. 1667和0. 25，在^vxNaxMnO3的制备中国际同行都采用了高温固相反应法。由于原料中Na盐的挥发性，即便是加入过量的Na盐，仍然会造成Na含量的不足，而Na含量的不足又会造成Mn氧化物的析出，从而无法制得单相性产品。目前国际上最高的Na的掺入量为 x = 0. 19。这严重制约了对 I3IvxNaxMnO3 以及 Prtl.75妝。.^MrvyMyO3 (M 为 Cr、Fe、Co、Ni 等过渡金属)磁学性质的研究。另外，用高温固相法合成周期长，耗能大。
发明内容
本发明要解决现有解决高温固相反应法合成PrhNaxMnO3存在周期长，耗能大，Na 的掺入量低以及提高的单相性的问题；而提供A位掺Na的PrMnO3及溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法。A 位掺 Na 的 PrMnO3 的分子式为 I^vxNaxMnO3, X 为 0. 25 或 0. ；35。溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法是按下述步骤进行的步骤一、按 Pr1^xNaxMnO3的化学计量比称取ft·的硝酸盐、NaNO3和Mn (NO3)2, X为0. 25或0. 35，将ft·的硝酸盐、NaNO3和Mn(NO3)2及柠檬酸溶解在去离子水中，镨离子、钠离子和锰离子总物质的量与柠檬酸的摩尔比为1. 1 Ur的硝酸盐、NaN03、Mn(NO3)2和柠檬酸的质量百分比浓度为5% 10% ；步骤二、然后在70 100°C的水浴锅中以200 240转/分钟的转速搅拌使其形成凝胶；步骤三、将凝胶放在干燥箱中在60 90°C下干燥46 50h ；步骤四、将干凝胶点燃，在400°C条件下在马弗炉中烧结，并保温4h ；将烧后的凝胶在研钵研磨，用压片机压片，在500°C条件下在马弗炉中烧结，保温4h;在700°C条件下烧他；然后研磨压片烧 1000°C保温6h，即得到A位掺Na的PrMnO3。由于碱金属离子的挥发及由此引起的锰氧化物的析出，使得Mtoh(Journal of Alloys and Compounds 333 (2002) 21-27)禾口 J. he jtmcinek (J. Sol id State Chem. 132(1997)，98)固相反应法制备的Pr0.75Na0.25Mn03中Na的最大掺入量仅为为0. 19。 而Na的掺入量为0.25时，Mn3YMn4+ 1 1，此时电荷有序最强，并在磁控量子开关等领域有潜在的应用。Na的掺入量大于0.25时，便于研究高掺杂样品的各种性质。因此，寻求合适的样品制备方法提高Na的掺入量具有重要的基础研究价值及潜在的应用前景。本发明具有操作简单，合成周期短，耗能低，能防止Na挥发，提高Na的掺入量，提高产品单相性的优点。
图1 是 Prtl. 75Na0.25Μη03 的粉末 XRD 谱图；图 2 是 Prtl. 65Na0.35Μη03 的粉末 XRD 谱图。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式中A位掺Na的PrMnO3的分子式为I^vxNaxMnO3, X为 0. 25 或 0. 35。
具体实施方式
二 本实施方式中溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法是按下述步骤进行的步骤一、按PivxNaxMnO3的化学计量比称取ft·的硝酸盐、NaNO3和Mn(NO3)2, X为 0. 25或0. 35，将ft·的硝酸盐、NaNO3和Mn (NO3) 2及柠檬酸溶解在去离子水中，镨离子、钠离子和锰离子总物质的量与柠檬酸的摩尔比为1.1 1，ft·的硝酸盐、NaNO3、Mn (NO3)2和柠檬酸的质量百分比浓度为5% 10% ；步骤二、然后在70 100°C的水浴锅中以200 240转/分钟的转速搅拌使其形成凝胶；步骤三、将凝胶放在干燥箱中在60 90°C下干燥46 50h ；步骤四、将干凝胶点燃，在400°C条件下在马弗炉中烧结，并保温4h;将烧后的凝胶在研钵研磨，用压片机压片，在500°C条件下在马弗炉中烧结，保温4h ；在700°C条件下烧 6h ；然后研磨压片烧1000°C保温6h，即得到A位掺Na的PrMn03。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中所述的水浴加热的温度为80 90°C。其它步骤和参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
二或三不同的是步骤二以210 230转/分钟的转速搅拌。其它步骤和参数与具体实施方式
二或三相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
二至四之一不同的是步骤三所述干燥温度为70 80°C。其它步骤和参数与具体实施方式
二至四之一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
二至五之一不同的是步骤一所述 Pr的硝酸盐的制备方法将镨的氧化物加入过量10%的浓硝酸中，在80 95°C的水浴中溶解(直至黑色镨的氧化物全部溶解，大约1小时)，继续水浴加热至过量的浓硝酸蒸发； 获得ft·的硝酸盐。其它步骤和参数与具体实施方式
二至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
六不同的是在90 95°C的水浴中溶解。其它步骤和参数与具体实施方式
六相同。采用下述试验验证本发明效果溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法是按下述步骤进行的步骤一、按I3IvxNaxMnO3的化学计量比称取I^r的硝酸盐、NaNO3和Mn (NO3) 2，X为 0. 25或0. 35，将ft·的硝酸盐、NaNO3和Mn (NO3) 2及柠檬酸溶解在去离子水中，镨离子、钠离子和锰离子总物质的量与柠檬酸的摩尔比为1.1 1，ft·的硝酸盐、NaNO3、Mn (NO3)2和柠檬酸的质量百分比浓度为8% ；
步骤二、然后80°C的水浴锅中以220转/分钟的转速搅拌使其形成凝胶；步骤三、将凝胶放在干燥箱中在70°C下干燥48h ；步骤四、将干凝胶点燃，在400°C条件下在马弗炉中烧结，并保温4h;将烧后的凝胶在研钵研磨，用压片机压片，在500°C条件下在马弗炉中烧结，保温4h ；在700°C条件下烧 6h ；然后研磨压片烧1000°C保温6h，即得到A位掺Na的PrMn03。步骤一所述ft·的硝酸盐的制备方法将镨的氧化物加入过量10%的浓硝酸中，在 90°C的水浴中溶解(直至黑色镨的氧化物全部溶解，大约1小时)，继续水浴加热至过量的浓硝酸蒸发；获得ft"的硝酸盐。在I^hNaxMnO3的制备中国际同行都采用了高温固相反应法。由于原料中 Na盐的挥发性，即便是加入过量的Na盐，仍然会造成Na含量的不足，而Na含量的不足又会造成Mn氧化物的析出，从而无法制得单相性产品。本发明采用了溶胶凝胶法制备 A 位掺 Na 的 Pr1^xNaxMnO3,与文献报道(S. Zouari 等，Journal of Alloys and Compounds333 (2002) 21-27)相比较Na的掺入量从χ = 0. 19提高到χ = 0.35。该方法不仅明显的提高了 Na的掺入量含量，而且提高了产品的单相性(参见图1、图2)。为对 Pr1^xNaxMnO3以及Pra75NaQ.25Mni_yMy03(M为Cr、Fe、Co、Ni等过渡金属)磁学性质的研究开辟了新的前景。
权利要求
1.A位掺Na的PrMnO3,其特征在于A位掺Na的PrMnO3的分子式为I^vxNaxMnO3, X为 0. 25 或 0. 35。
2.溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法，其特征在于溶胶凝胶法制备A位掺Na 的PrMnO3的方法是按下述步骤进行的步骤一、按I3IVxNaxMnO3的化学计量比称取ft·的硝酸盐、NaNO3和Mn (NO3)2, X为0. 25或 0. 35，将ft·的硝酸盐、NaNOdnMn(NO3)2及柠檬酸溶解在去离子水中，镨离子、钠离子和锰离子总物质的量与柠檬酸的摩尔比为1. 1 l，ft·的硝酸盐、NaN03、Mn(N03)2和柠檬酸的质量百分比浓度为5% 10% ；步骤二、然后在70 100°C的水浴锅中以200 240转/分钟的转速搅拌使其形成凝胶；步骤三、将凝胶放在干燥箱中在60 90°C下干燥46 50h ；步骤四、将干凝胶点燃，在400°C条件下在马弗炉中烧结，并保温4h ；将烧后的凝胶在研钵研磨，用压片机压片，在500°C条件下在马弗炉中烧结，保温4h;在700°C条件下烧他； 然后研磨压片烧1000°C保温6h，即得到A位掺Na的PrMn03。
3.根据权利要求2所述的溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法，其特征在于步骤二中所述的水浴加热的温度为80 90°C。
4.根据权利要求3所述的溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法，其特征在于步骤二以210 230转/分钟的转速搅拌。
5.根据权利要求4所述的溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法，其特征在于步骤三所述干燥温度为70 80°C。
6.根据权利要求2-5中任一项权利要求所述的溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法，其特征在于步骤一所述ft·的硝酸盐的制备方法将镨的氧化物加入过量10%的浓硝酸中，在80 95°C的水浴中溶解，继续水浴加热至过量的浓硝酸蒸发；获得ft·的硝酸盐。
7.根据权利要求6中任一项权利要求所述的溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法，其特征在于在90 95°C的水浴中溶解。
全文摘要
A位掺Na的PrMnO3及溶胶凝胶法制备A位掺Na的PrMnO3的方法，它涉及A位掺Na的PrMnO3及其制备方法。本发明要解决现有高温固相反应法合成Pr1-xNaxMnO3存在周期长，耗能大，Na的掺入量低以及提高的单相性的问题。A位掺Na的PrMnO3的分子式为Pr1-XNaXMnO3，X为0.25或0.35；其采用溶胶凝胶法制备。本发明具有操作简单，合成周期短，耗能低，能防止Na挥发，提高Na的掺入量，提高产品单相性的优点。
文档编号C01G45/12GK102491427SQ201110418059
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者戚大伟, 李玉, 程倩 申请人:东北林业大学