水热合成具有微米六棱柱形貌的NaErF4微纳米材料的方法与流程

本发明属于纳米技术领域，涉及一种水热合成具有微米六棱柱形貌的NaErF₄微纳米材料的方法。

背景技术：

目前，由于材料的性质与晶体的形貌尺寸和维度有密切关系，因此纳/微米材料的控制合成在现代化学和材料科学领域具有重要意义。由于晶体结构和材料成分的复杂性，人们做了大量工作探索制备各种无机材料的最好方法，最近，在各种合成材料的方法中，环境友好的合成策略如熔盐法水热法和模板法已逐渐被认为是可行的技术。尤其是水热方法制备具有各种可控形貌和结构的无机材料时具有有效和简便的的优点。

但是从应用的角度考虑，合成的纳米材料不但要具有理想的成分、可调节的尺寸形貌和结构，而且要用绿色环境友好的方法进行合成和组装 因此，发展一种温和更可控的方法制备新颖结构的材料具有重要意义。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种水热合成具有微米六棱柱形貌的NaErF₄微纳米材料的方法。本发明水热合成具有微米六棱柱形貌的NaErF₄微纳米材料的方法具有操作简单方便，重复性好，温度要求低、成本低等优点；本发明制备方法制备的NaErF₄微纳米材料具有微米六棱柱形貌，无杂质。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为。

一种水热合成具有微米六棱柱形貌的NaErF₄微纳米材料的方法，包括。

（1）将螯合剂倒入盛有蒸馏水的烧杯a中，电磁揽拌10-15min至烧杯内溶液变浑浊制备成螯合剂水溶液备用。

（2）将NaF倒入盛有蒸馏水烧杯b中，电磁揽拌5-10min，至NaF完全溶解，配制成NaF溶液备用。

（3）将Er₂O₃放入盛有蒸馏水的烧杯c中，再加入配位剂配制溶液PH值为2-4，然后加热搅拌，搅拌速率为500-600rpm/min，搅拌时间10-20min，溶液至近干。

（4）将步骤（1）制备的螯合剂水溶液和步骤（2）制备的NaF溶液加入烧杯c中并搅拌均匀，所得的混合溶液的起始离子摩尔比n(Er³⁺):n(F^-)=1:6-8。

（5）上述步骤（4）所得到的混合溶液倒入准备好的聚四氟乙稀内衬中，加水填充至溶积的70%-80%，再用稀硝酸和NaOH溶液调节反应体系的PH值至设定值。

（6）将聚四氟乙稀内衬密封在不绣钢反应釜中，将反应釜放入烘箱中，反应温度为120-200℃下反应20-28h时间，当反应釜自然冷却到室温后，将所得的沉淀离心分离，反应所得产物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤3-5次。

（7）将上述步骤（6）所得样品放入80-90℃的干燥箱中，干燥时间10-16h，即得成品，成品为粉色粉末状样品。

所述螯合剂为Na2H2EDTA或十六烷基三甲基溴化铵。

所述步骤（1）中的起始离子摩尔比n(Er3+):n(F-)=1:7.5。

所述步骤（5）的PH值为3-4。

所述步骤（6）中反应釜的反应温度为180℃。

所述步骤（6）中反应釜的反应时间为24h。

所述步骤（3）中的配位剂为柠檬酸钠。

所述步骤（1）中的螯合剂的水溶液的浓度为75wt%。

所述步骤（1）中电磁搅拌的搅拌速率为400rpm/min。

本发明的有益效果：本发明采用经济友好、条件温和的水热合成法成功制备出六方相微纳米晶体。并通过改变实验条件，成功的合成制备出形貌规则、尺寸均一的微纳米晶，实现了对六方相微纳米晶的形貌结构与尺寸的可控调节。

附图说明

图1实施例1所得产物的FE-SEM透射电镜图片。

图2实施例2所得产物的FE-SEM透射电镜图片。

图3实施例3所得产物的FE-SEM透射电镜图片。

图4 实施例2所得产物的X射线能量色散光谱（EDX）分析。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1。

1. 一种水热合成具有微米六棱柱形貌的NaErF₄微纳米材料的方法，包括。

（1）将5g螯合剂Na₂H₂EDTA倒入盛有100ml蒸馏水的烧杯a中，电磁搅拌速率为400rpm/min，揽拌10-15min至烧杯内溶液变浑浊制备成浓度为75wt%的螯合剂水溶液备用。

（2）将46gNaF倒入盛有100ml蒸馏水烧杯b中，电磁揽拌10min，至NaF完全溶解，配制成NaF溶液备用。

（3）将38gEr₂O₃放入盛有100ml蒸馏水的烧杯c中，再加入配位剂柠檬酸钠配制溶液PH值为3，然后加热搅拌，搅拌速率为600rpm/min，搅拌时间20min，溶液至近干。

（4）将步骤（1）制备的螯合剂水溶液和步骤（2）制备的NaF溶液加入烧杯c中并搅拌均匀，所得的混合溶液的起始离子摩尔比n(Er³⁺):n(F^-)=1:6。

（5）上述步骤（4）所得到的混合溶液倒入准备好的聚四氟乙稀内衬中，加水填充至溶积的80%，再用稀硝酸和NaOH溶液调节反应体系的PH值为4。

（6）将聚四氟乙稀内衬密封在不绣钢反应釜中，将反应釜放入烘箱中，反应温度为180℃下反应28h时间，当反应釜自然冷却到室温后，将所得的沉淀离心分离，反应所得产物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤5次。

（7）将上述步骤（6）所得样品放入80-90℃的干燥箱中，干燥时间16h，即得成品，成品为粉色粉末状样品。

由图1可知，实施例1的产物由形貌比较均勾单一的棒状结构组成，并且棒的端面为六边形，棒的直径约为1μm、长度约为3.75μm。

实施例2。

1. 一种水热合成具有微米六棱柱形貌的NaErF₄微纳米材料的方法，包括。

（1）将5g螯合剂Na₂H₂EDTA倒入盛有20ml蒸馏水的烧杯a中，电磁搅拌速率为400rpm/min，揽拌10-15min至烧杯内溶液变浑浊制备成浓度为75wt%的螯合剂水溶液备用。

（2）将55个NaF倒入盛有100ml蒸馏水烧杯b中，电磁揽拌9min，至NaF完全溶解，配制成NaF溶液备用；

（3）将45gEr₂O₃放入盛有100ml蒸馏水的烧杯c中，再加入配位剂柠檬酸钠配制溶液PH值为2.5，然后加热搅拌，搅拌速率为500rpm/min，搅拌时间20min，溶液至近干。

（4）将步骤（1）制备的螯合剂水溶液和步骤（2）制备的NaF溶液加入烧杯c中并搅拌均匀，所得的混合溶液的起始离子摩尔比n(Er³⁺):n(F^-)=1:7.5。

（5）上述步骤（4）所得到的混合溶液倒入准备好的聚四氟乙稀内衬中，加水填充至溶积的75%，再用稀硝酸和NaOH溶液调节反应体系的PH值为3。

（6）将聚四氟乙稀内衬密封在不绣钢反应釜中，将反应釜放入烘箱中，反应温度为160℃下反应26h时间，当反应釜自然冷却到室温后，将所得的沉淀离心分离，反应所得产物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤4次。

（7）将上述步骤（6）所得样品放入80-90℃的干燥箱中，干燥时间14h，即得成品，成品为粉色粉末状样品。

由图2可知，实施例2的产物由形貌比较均勾单一的棒状结构组成，并且棒的端面为六边形，棒的直径约为2.6μm、长度约为1.7μm。

由图4可知，实施例2的产物仅由Na、Er和F三种元素组成，而且它们的比例在1:1:4左右，符合产物化学计量比。

实施例3。

1. 一种水热合成具有微米六棱柱形貌的NaErF₄微纳米材料的方法，包括。

（1）将5g螯合剂Na₂H₂EDTA倒入盛有20ml蒸馏水的烧杯a中，电磁搅拌速率为400rpm/min，揽拌10-15min至烧杯内溶液变浑浊制备成浓度为75wt%的螯合剂水溶液备用。

（2）将60gNaF倒入盛有100ml蒸馏水烧杯b中，电磁揽拌8min，至NaF完全溶解，配制成NaF溶液备用；

（3）将50gEr₂O₃放入盛有100ml蒸馏水的烧杯c中，再加入配位剂柠檬酸钠配制溶液PH值为2，然后加热搅拌，搅拌速率为550rpm/min，搅拌时间15min，溶液至近干。

（4）将步骤（1）制备的螯合剂水溶液和步骤（2）制备的NaF溶液加入烧杯c中并搅拌均匀，所得的混合溶液的起始离子摩尔比n(Er³⁺):n(F^-)=1:8。

（5）上述步骤（4）所得到的混合溶液倒入准备好的聚四氟乙稀内衬中，加水填充至溶积的75%，再用稀硝酸和NaOH溶液调节反应体系的PH值为3.5。

（6）将聚四氟乙稀内衬密封在不绣钢反应釜中，将反应釜放入烘箱中，反应温度为120℃下反应24h时间，当反应釜自然冷却到室温后，将所得的沉淀离心分离，反应所得产物分别用无水乙醇、蒸馏水洗涤3次。

（7）将上述步骤（6）所得样品放入85℃的干燥箱中，干燥时间12h，即得成品，成品为粉色粉末状样品。

由图3可知，实施例3的产物六棱柱大小均一，表面光滑，棒的直径约为1.6μm、长度约为2.7μm。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。