水相合成稀土化合物納米材料的制備和性能的解析

金 鑫

（西安文理學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，陜西 西安 710065）

21 世紀(jì)的發(fā)展過程中，被人們稱為最具有發(fā)展前景的科技領(lǐng)域，主要有3 個(gè)方面，分別是生物技術(shù)、信息技術(shù)和納米技術(shù)，具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。目前，納米材料在我國的電子學(xué)、化工、光學(xué)和醫(yī)藥學(xué)等領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。水相合成稀土化合物納米材料是納米技術(shù)的一種，在相關(guān)的領(lǐng)域也具有重要的作用，解析制備方法和性能，可以實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用。

1 簡述納米材料

1.1 納米科技和納米材料

納米科技，只要是指實(shí)現(xiàn)對(duì)長度低于100nm 的對(duì)象進(jìn)行研究的科學(xué)，可以通過對(duì)原子和分子創(chuàng)制的新的物質(zhì)和器件的直接操作，實(shí)現(xiàn)有效的應(yīng)用，對(duì)人們生活水平的提高、我國社會(huì)的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。納米材料主要是指在三維尺寸中的納米量級(jí)的材料，基本單元主要包括零維、一維、二維，是納米科技的基礎(chǔ)。納米科技是一項(xiàng)具備前沿科學(xué)和高科技技術(shù)的體系，而納米材料是一種新的體系，具有一定的規(guī)律，是一種新型的材料。

1.2 納米材料的特點(diǎn)

納米材料主要是有一定的納米量級(jí)材料組成的，在納米粒子的尺寸達(dá)到納米數(shù)量級(jí)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一定的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，致使納米材料發(fā)生一定的變化，相對(duì)于常規(guī)的材料來說，光性質(zhì)、電性質(zhì)、熱性質(zhì)和磁等物理性質(zhì)都存在一定的差異。這種獨(dú)特的性質(zhì)，為納米科學(xué)技術(shù)提供了新的生機(jī)和活力，在人們的生活、工作和社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步中都發(fā)揮了重要的作用。目前，納米材料在我國的光吸收、磁介質(zhì)、催化、新材料、濾光和醫(yī)藥等方面的應(yīng)用前景都十分廣泛。

2 稀土化合物納米材料的研究方法

稀土化合物納米材料是納米材料中的一種，在我國的不同領(lǐng)域中也有比較廣泛的應(yīng)用。隨著納米科技技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)納米材料的研究力度也在不斷的增加，產(chǎn)生了很多中不同的研究方法。在研究稀土化合物納米材料的時(shí)候，應(yīng)用到的研究方法主要有：

2.1 模板合成法

在稀土化合物納米材料的研究過程中，應(yīng)用模板合成法，主要是指：一般都是應(yīng)用物理方法或者化學(xué)方法，保證生成材料的生長方向，沿著模板空腔的方向進(jìn)行或者讓生成材料在模板的表面生長。然后，去掉材料中的模板，就得到了一個(gè)以模板作為模型的具有規(guī)范尺寸的納米材料的制備方法。這種納米材料制備方法，相對(duì)來說是一種比較成功的稀土納米材料的制備方法，具有較高的可行性和容易操作的特點(diǎn)，限制了納米材料的生長，控制的時(shí)候比較容易，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)納米材料的性質(zhì)、尺寸和分散性等的精確調(diào)控。模板合成法被人們公認(rèn)為是一種，合成納米材料陣列的方法。

2.2 液相法

液相法是稀土化合物納米材料研究的一種方法，屬于一種比較廣泛的合成納米材料的方法，生產(chǎn)成本比較低，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生成材料相貌和組成的精確控制，發(fā)展前景比較廣闊。在稀土化合物納米材料的研究過程中，應(yīng)用液相法主要是指，以均相溶液作為反應(yīng)體系，通過納米形成的均相成核和生長的過程，得到具有一定的形貌形狀和大小的稀土納米晶體或者納米粒子前驅(qū)體，在受到熱解之后會(huì)形成所需的納米材料結(jié)構(gòu)。目前，我國的納米材料研究過程中，應(yīng)用的液相法主要包括2 類，分別是化學(xué)方法和物理方法。

2.3 水熱合成法

稀土化合物納米材料的研究過程中，水熱合成法也是一項(xiàng)重要的研究方法，主要是指在一個(gè)特制的密閉容器里，應(yīng)用水或者有機(jī)溶液等介質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的傳遞。加熱反應(yīng)體系的時(shí)候，反應(yīng)環(huán)境主要是指自然產(chǎn)生的高壓或者高溫，通過對(duì)反應(yīng)物的溶解重新結(jié)晶，然后合成制備出納米材料的方法。在稀土化合物納米材料的制備過程中，這種方法的應(yīng)用十分廣泛。

3 水相合成稀土化合物納米材料的制備和性能

水相體系中合成稀土化合物納米材料具有簡單、廉價(jià)、環(huán)保和簡單等特點(diǎn)，而且反應(yīng)溫度相對(duì)比較低。所以，在稀土化合物納米材料的研究過程中，應(yīng)用水相合成法具有重要的作用。下面對(duì)水相合成稀土化合物納米材料的制備方法和性能進(jìn)行解析：

3.1 水相合成稀土化合物納米材料的制備

目前，稀土化合物納米材料的制備種類，主要包括稀土氧化物、稀土磷酸鹽、稀土氟化物、稀土碳酸鹽、稀土氫氧化物、稀土草酸鹽和稀土磷酸鹽等，而且具有很多種不同的制備方法。例如，稀土化合物納米材料的制備方法，包括化學(xué)沉淀法、水熱法、微乳液法、燃燒法和SQL—GEL 法。在稀土納米材料的研究過程中，水箱合成法是一項(xiàng)應(yīng)用比較廣泛的研究方法，包括很多不同的技術(shù)類型。例如，水箱合成法的技術(shù)類型，有水熱氧化、水熱晶化、水熱分解、水熱沉淀和水熱合成等。例如，在制備Y2O3：E3+納米材料的時(shí)候，應(yīng)用了水熱制備的方法。在合成納米材料的時(shí)候，應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)試劑是Y2O3、HNO3、無水乙醇、EU2O3、NaOH 和去離子水等。在制備納米材料前，技術(shù)人員應(yīng)該先去除濃硝酸，然后調(diào)整試劑的濃度。在經(jīng)過一定的實(shí)驗(yàn)步驟之后，可以制備出納米材料。

3.2 水相合成稀土化合物納米材料的性能

在上述實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果進(jìn)行分析，可以得出水相合成稀土化合物納米材料的性能。首先，技術(shù)人員應(yīng)用光學(xué)顯微鏡對(duì)制備中試劑濃度進(jìn)行了分析，經(jīng)過研究可以發(fā)現(xiàn)，納米材料的形成過程中，會(huì)受到實(shí)驗(yàn)溫度和沉淀試劑濃度的影響。如果實(shí)驗(yàn)的溫度比較高，而且試劑的濃度比較大，水相合成的納米材料的長度和直徑都會(huì)相對(duì)比較大。利用熱重法，在特定的溫度中對(duì)樣品的質(zhì)量和溫度變化間的關(guān)系進(jìn)行分析，可以得到熱重曲線。這個(gè)曲線的形成過程，代表了納米材料的合成過程，可以從中判斷出納米材料形成的時(shí)刻。在得到了納米材料的樣品之后，可以應(yīng)用電子顯微學(xué)對(duì)樣品進(jìn)行觀察分析，分析不同條件下樣品的形貌、結(jié)構(gòu)和成分，得出了生成環(huán)境溫度的重要作用。

4 總結(jié)

稀土化合物納米材料是納米材料中一項(xiàng)重要的組成部分，在納米科技的研究和發(fā)展過程中，發(fā)揮了重要的作用。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)納米材料的研究力度不斷加大。利用水相合成法實(shí)現(xiàn)對(duì)稀土化合物納米材料的制備，具有較好的效果，應(yīng)用比較廣泛，實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米材料的有效合成。

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