稀土纳米复合氧化物的制备及应用.pdf

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1、第19卷第1期甘肃联合大学学报（自然科学版）VOI.19NO.12005年1月JOurnaIOfGansuLOanheUnOversOt（yNaturaIScOences）Jan.2005文章编号：1672-691X（2005）01-0047-03稀土纳米复合氧化物的制备及应用朱崇恩，董文魁，丁玉洁，崔科，王娟，许力（兰州交通大学化学与生物工程学院，甘肃兰州730070）摘要：稀土纳米复合氧化物因其具有纳米材料和稀土元素的双重特性，引起了科学家的广泛关注.本文综述了稀土纳米复合氧化物的制备方法，如：高温固相反应法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法和燃烧合成法.总结了每种制

2、备方法的优缺点，并对其应用前景进行了展望.关键词：稀土；纳米复合氧化物；制备；应用中图分类号：To133.3文献标识码：A!.#"固相制备方法0引言高温固相反应法是将反应原料按一定比例充我国是世界上稀土资源最丰富的国家，稀土分混合研磨后进行煅烧，通过高温下发生固相反资源占世界储量的80%，在稀土研究方面有着得应直接制成或再次粉碎制得超微粉.如：制备Ba-天独厚的优势.一般认为有两种或两种以上元素TOO3就是将TOO2和BaCO3等物质的量混合后在的简单氧化物构成的单一氧化物称之为复合氧化800~1200C下煅烧，发生固相反应：BaCO3+TOO2物，其中至少有一种是由稀土元

3、素构成的简单氧=BaTOO3+CO2.化物，如：稀土倍半氧化物（Re2O3），等构成的复合成BaTOO3后再进行粉碎即得产品.许多研［1］究者已经利用此方法成功合成了YAIBO：RE合氧化物即为稀土复合氧化物.将稀土复合氧3412［3］化物纳米化，即为稀土纳米复合氧化物.稀土纳米（RE=Eu，Tb）、M3Y1.4Ce0.4Tb0.（2BO3）（4M=［4］［5］复合氧化物不但具有纳米材料的尺寸效应、表面Ca，Sr）、BaMgAI10O17：Eu、M3MgSO2O8：Ce3+［6］效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，更因（M=Sr，Ba）等多种稀土纳米复合氧化物，利用其具

4、有独特的4f电子结构、大的原子磁矩和很强该方法合成的稀土纳米复合氧化物的晶体表面缺的自旋轨道耦合等特性，引起了广大科学家的关陷少，质量优良；缺点是易烧结，易团聚，粒径分布注.不均匀.传统的高温固相反合成温度高达1650C以上，且在一定温度范围内粒径随温度的升高而1稀土纳米复合氧化物的制备方法增加，所以每种复合物都要找到最佳的烧结温度.!.!"气相制备方法此法往往需要控制反应的环境，有些物质在不同气相法是直接利用气体或者通过各种手段将的环境当中有不同的产物，因此要获得某种特定物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化的产物，就要摸索最佳的环境.或化学变化，最后在冷却过程中凝聚

5、长大形成纳!.$"液相制备法［2］米材料的方法.气相法大致可分为：气体中蒸液相法合成纳米颗粒因具有颗粒表面活性发法、化学气相反应法、化学气相凝聚法和溅射法好，工业化生产成本低以及可精确控制产物组成等.其中常用于制备稀土纳米复合氧化物的为化等优点，因而具有较大的发展前景，是目前制备氧学气相反应法，如：CO2激光加热气相沉积合成化物纳米颗粒的常用方法.法，此法可以制备均匀、高纯、超细、粒度窄分布的1.3.1共沉淀法含多种阳离子其中至少有一各类微粒，因此该方法是制备稀土纳米复合氧化种是稀土金属离子的溶液中加入沉淀剂后，所有物的一种理想方法.离子完全沉淀的方法称为共沉淀法.得到的沉

6、淀收稿日期：2004-09-21.作者简介：朱崇恩（1979-），男，黑龙江双鸭山人，兰州交通大学化学与生物工程学院在读硕士研究生，主要从事稀土氧化物的制备及其应用研究.48甘肃联合大学学报（自然科学版）第l9卷物经分离沉降，洗去杂质离子，然后经过干燥，再温常压下反应速度很慢的热力学反应，在水热条在200C左右真空干燥箱或l000C下灼烧产品便件下可实现快速反应.研究者们利用此法已成功得到稀土纳米复合氧化物.的合成了SrDAI2O3+l：Eu，D（yl＜l），Nagde4：3+［ll］采用改进的共沉淀法，可由简单起始原料合Eu.此法的优点是粒子纯度高、分散性好、成稀土纳米复

7、合氧化物.在共沉体系中加入了某晶形好且大小可以控制，很大程度上降低乃至避种表面活性剂，使沉淀颗粒表面形成保护层，从而免了团聚现象，并且其适用范围广，合成温度低，减少了颗粒表面非架桥羟基的存在，防止沉淀颗条件温和，体系稳定.粒的凝聚生长，可以成功制备出粒径分布范围较!."#其他合成方法（燃烧合成法）窄、粒径小的纳米颗粒.相对于其他纳米制备方法，燃烧法是一种很l.3.2均相沉淀法一般的沉淀过程是不平衡有意义的高效节能的合成方法，并且合成温度低，的，但如果控制溶液中的沉淀剂浓度，使之缓慢增3+3+燃烧的气体可作为保护气防