专利摘要
本发明提供一种REVO4的自牺牲模板制备方法,丰富现有REVO4的制备方法,丰富该种钒酸盐微观形貌。该化合物化学式为RE2(OH)4SO4·nH2O,与其他模板相比,该模板中RE3+:OH‑=1:2,而其他模板例如同为层状化合物的RE2(OH)5NO3·nH2O中RE3+:OH‑=2:5,而RE(OH)3中RE3+:OH‑为1:3,均高于本发明。在溶液反应过程中,OH‑与VO43‑为竞争配位关系,较高的RE3+:OH‑比例,使VO43‑更容易与RE3+配位从而更容易形成目标产物,因此更有利于REVO4的形成。以层状化合物为模板,层状化合物独有的片状形貌,能最大程度的暴露层状化合物含稀土的主层板,有利于反应进行。
权利要求
1.一种REVO
(一)纳米片层状化合物RE
(1)将六水稀土硝酸盐(RE(NO
(2)将硫酸铵颗粒((NH
(3)向步骤(2)所得到的溶液中加入氨水,调节溶液pH至7~10,并持续搅拌10~30 min,得到均匀悬浊液;将均匀悬浊液进行反应,获得产物;反应温度为4~120℃,反应时间为12~72h;
所述的步骤(3)中当RE=Ce时,滴入氨水时为在氩气气氛保护下滴入以防止Ce
所述的步骤(3)中的调节溶液pH,当RE=La、Ce、Pr、Nd或Sm时pH为8.5~10,当RE=Eu、Gd、Tb或Dy时pH为7~8;
所述的步骤(3)中的反应温度,当RE=La、Ce、Pr、Nd或Sm时反应温度为4~120℃,当RE=Eu、Gd、Tb或Dy时反应温度为50~120℃;
(二)纳米片层状化合物RE
步骤(一)反应结束后进行离心分离,使用去离子水水洗三次,后向离心产物中加入60ml蒸馏水,使其分散均匀,去除反应(一)中未反应的NH
(三)以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备REVO
(1)将偏钒酸铵NH
(2)将反应产物冷却至室温,离心分离后,干燥得到REVO
所述的步骤(1)中的使用稀硝酸或稀氨水调节混合均匀的模板悬浊液的pH值,当制备t-LaVO
说明书
技术领域
本发明属于材料科学技术领域,涉及一种REVO4的自牺牲模板制备方法。
背景技术
稀土钒酸盐是一类很重要材料,它不仅具有良好的化学稳定性和热稳定性,同时具有优异的磁性和荧光性能,而且还表现出良好的晶体结构和物理性能。稀土钒酸盐可以用于偏光器、激光主材料、太阳能电池以及荧光粉等。稀土钒酸盐发光材料由于VO4
目前合成m-LaVO4与t-LaVO4的方法主要有传统固相法、水热法/溶剂热法、沉淀法和微乳液法以及溶胶凝胶法等。固相法有易于工业化生产及产量高等优点,但存在煅烧温度高、不易对产物形貌进行精细调控等缺点,并且t-LaVO4属于亚稳态结构,常规的固相反应法难以制备出该结构,从而阻碍了t-LaVO4的应用和发展。水热法具有实验操作简单,产物颗粒尺寸、易于形貌调控等优点,但往往需要对水热产物进行煅烧才可获得产物,形貌调控过程中也往往需要添加各种表面活性剂或环境有害的有机物。因此,寻求操作简单、条件温和的方法制备REVO4材料仍特别引人关注。
发明内容
本发明的目的是针对REVO4合成中存在的问题,并结合超薄层状化合物 RE2(OH)4SO4·2H2O,提供一种以层状化合物RE2(OH)4SO4·2H2O为自牺牲模板的制备方法。目的是丰富现有REVO4的制备方法,丰富该种钼酸盐微观形貌。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种REVO4的自牺牲模板制备方法,包括以下步骤:
(一)纳米片层状化合物RE2(OH)4SO4·2H2O的制备
(1)将六水稀土硝酸盐(RE(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀,配制成RE
(2)将硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)溶解在步骤(1)得到的稀土硝酸盐(RE(NO3)3)溶液中,形成混合液;所述的硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)与稀土硝酸盐(RE(NO3)3)溶液的加入量按摩尔比为SO4
(3)向硝酸溶液中加入氨水,调节溶液pH至7~10,并持续搅拌10~30min,得到均匀悬浊液;将均匀悬浊液进行反应,获得产物;反应温度为4~120℃,反应时间为12~72h;
所述的步骤(3)中当RE=Ce时,滴入氨水时为在氩气气氛保护下滴入以防止Ce
所述的步骤(3)中的调节溶液pH,当RE=La、Ce、Pr、Nd或Sm时pH为8.5~10,当RE=Eu、 Gd、Tb或Dy时pH为7~8。
所述的步骤(3)中的反应温度,当RE=La、Ce、Pr、Nd或Sm时反应温度为4~120℃,当 RE=Eu、Gd、Tb或Dy时反应温度为50~120℃。
(二)纳米片层状化合物RE2(OH)4SO4·2H2O的清洗
步骤(一)反应结束后进行离心分离,使用去离子水水洗三次,后向离心产物中加入60ml 蒸馏水,使其分散均匀,去除反应(一)中未反应的NH4
(三)以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备REVO4
(1)将偏钒酸铵NH4VO3颗粒溶于RE2(OH)4SO4·2H2O模板中,混合均匀,使NH4VO3颗粒完全溶于模板悬浊液中,加入NH4VO3颗粒后模板悬浊液的pH值将有所上升。待pH稳定后使用稀硝酸或稀氨水调节混合均匀的模板悬浊液的pH值。在密封条件下进行反应,获得反应产物;其中,所述的添加量按摩尔比为VO3
(2)将反应产物冷却至室温,离心分离后,干燥得到REVO4;所述的干燥温度为40~60℃,干燥时间为12~24h,REVO4为固体粉末状态。
所述的步骤(1)中的使用稀硝酸或烯氨水调节混合均匀的悬浊液的pH值,当制备t-LaVO4/t-GdVO4时使用稀硝酸将悬浊液pH值调节至4-6,当制备m-LaVO4时用稀氨水将悬浊液pH调节至10.5-12。
所述的步骤(1)中,反应在反应釜中进行。
所述的步骤(2)中,冷却产物的离心清洗过程为:先用蒸馏水离心清洗,再用无水乙醇离心清洗,其中,蒸馏水离心清洗次数为3次,无水乙醇离心清洗次数为1次。
本发明使用了一种新型层状化合物作为自牺牲模板,该化合物化学式为 RE2(OH)4SO4·nH2O,与其他模板相比,该模板中RE
本发明通过简单调节反应体系pH既可获得四方相LaVO4也可以获得单斜相LaVO4。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的t-LaVO4的XRD图谱;
图2是本发明实施例2制备的t-LaVO4的XRD图谱;
图3是本发明实施例3制备的m-LaVO4的XRD图谱;
图4是本发明实施例4制备的m-LaVO4的XRD图谱;
图5是本发明实施例4制备的t-GdVO4的XRD图谱;
图6是本发明实施例5制备的t-GdVO4的XRD图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明实例中所采用的化学试剂均为分析纯级产品;
本发明实施例采用日本Rigaku公司的RINT2200V/PC型X-射线衍射仪进行XRD分析;采用日本Hitachi公司的S-5000型场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观测样品形貌;
水热反应釜内胆材质为聚四氟乙烯、规格100ml,钢套材质为不锈钢,烘箱为电子控温烘箱、温差小于1℃;
以下为本发明优选实施例。
实施例1
一种t-LaVO4(四方相)的自牺牲模板制备方法,包括以下步骤:
(一)纳米片层状化合物La2(OH)4SO4·2H2O的制备:
(1)将六水硝酸镧(La(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀,配制成La
(2)将硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)溶解在硝酸镧(La(NO3)3)溶液中,形成混合液,其中,所述的硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)与硝酸镧(La(NO3)3)溶液的加入量按摩尔比,SO4
(3)向硝酸溶液中加入氨水,调节溶液pH至8.5,并持续搅拌10min,得到均匀悬浊液;将均匀悬浊液进行反应,获得产物;其中,所述的反应温度为4℃,反应时间为72h;
(二)纳米片层状化合物La2(OH)4SO4·2H2O的清洗步骤(一)反应结束后进行离心分离,使用去离子水水洗三次,后向离心产物中加入60ml 蒸馏水,使其分散均匀,去除反应(一)中未反应的NH4
(三)以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备t-LaVO4。
(1)称取偏钒酸铵NH4VO3颗粒,将NH4VO3颗粒溶于La2(OH)4SO4·2H2O模板悬浊液中,混合均匀,使NH4VO3颗粒完全溶于模板悬浊液中,加入NH4VO3颗粒后模板悬浊液的pH 值将有所上升。待pH稳定后使用稀硝酸将悬浊液pH值调节至4。在反应釜下进行反应,获得反应产物;其中,所述的添加量按摩尔比,VO3
(2)将反应产物冷却至室温,离心分离后,干燥得到t-LaVO4;其中,所述的干燥温度为 40℃,干燥时间为12h,t-LaVO4为固体粉末状态。
实施例2
一种t-LaVO4的自牺牲模板制备方法,包括以下步骤:
(一)纳米片层状化合物La2(OH)4SO4·2H2O的制备:
(1)将六水硝酸镧(La(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀,配制成La
(2)将硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)溶解在硝酸镧(La(NO3)3)溶液中,形成混合液,其中,所述的硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)与稀土硝酸镧(La(NO3)3)溶液的加入量按摩尔比,SO4
(3)向硝酸溶液中加入氨水,调节溶液pH至10,并持续搅拌30min,得到均匀悬浊液;将均匀悬浊液进行反应,获得产物;其中,所述的反应温度为120℃,反应时间为12h;
(二)纳米片层状化合物La2(OH)4SO4·2H2O的清洗步骤(一)反应结束后进行离心分离,使用去离子水水洗三次,后向离心产物中加入60ml 蒸馏水,使其分散均匀,去除反应(一)中未反应的NH4
(三)以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备t-LaVO4。
(1)称取偏钒酸铵NH4VO3颗粒,将NH4VO3颗粒溶于La2(OH)4SO4·2H2O模板悬浊液中,混合均匀,使NH4VO3颗粒完全溶于模板悬浊液中,加入NH4VO3颗粒后模板悬浊液的pH 值将有所上升。待pH稳定后使用稀硝酸调节混合均匀的悬浊液的pH值至6。在反应釜下进行反应,获得反应产物;其中,所述的添加量按摩尔比,VO3
(2)将反应产物冷却至室温,离心分离后,干燥得到t-LaVO4;其中,所述的干燥温度为 40~60℃,干燥时间为12~24h,t-LaVO4为固体粉末状态。
实施例3
一种m-LaVO4的自牺牲模板制备方法,包括以下步骤:
(一)纳米片层状化合物La2(OH)4SO4·2H2O的制备:
(1)将六水硝酸镧(La(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀,配制成La
(2)将硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)溶解在硝酸镧(La(NO3)3)溶液中,形成混合液,其中,所述的硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)与硝酸镧(La(NO3)3)溶液的加入量按摩尔比,SO4
(3)向硝酸溶液中加入氨水,调节溶液pH至9.5,并持续搅拌15min,得到均匀悬浊液;将均匀悬浊液进行反应,获得产物;其中,所述的反应温度为100℃,反应时间为48h;
(二)纳米片层状化合物La2(OH)4SO4·2H2O的清洗
步骤(一)反应结束后进行离心分离,使用去离子水水洗三次,后向离心产物中加入60ml 蒸馏水,使其分散均匀,去除反应(一)中未反应的NH4
(三)以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备m-LaVO4。
(1)称取偏钒酸铵NH4VO3颗粒,将NH4VO3颗粒溶于La2(OH)4SO4·2H2O模板悬浊液中,混合均匀,使NH4VO3颗粒完全溶于模板悬浊液中,加入NH4VO3颗粒后模板悬浊液的pH 值将有所上升。待pH稳定后使用稀氨水调节混合均匀的悬浊液的pH值至10.5。在反应釜下进行反应,获得反应产物;其中,所述的添加量按摩尔比,VO3
(2)将反应产物冷却至室温,离心分离后,干燥得到m-LaVO4;其中,所述的干燥温度为50℃,干燥时间为18h,m-LaVO4为固体粉末状态。
实施例4
一种m-LaVO4的自牺牲模板制备方法,包括以下步骤:
(一)纳米片层状化合物La2(OH)4SO4·2H2O的制备:
(1)将六水硝酸镧(La(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀,配制成La
(2)将硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)溶解在硝酸镧(La(NO3)3)溶液中,形成混合液,其中,所述的硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)与硝酸镧(La(NO3)3)溶液的加入量按摩尔比,SO4
(3)向硝酸溶液中加入氨水,调节溶液pH至9,并持续搅拌20min,得到均匀悬浊液;将均匀悬浊液进行反应,获得产物;其中,所述的反应温度为80℃,反应时间为18h;
(二)纳米片层状化合物La2(OH)4SO4·2H2O的清洗
步骤(一)反应结束后进行离心分离,使用去离子水水洗三次,后向离心产物中加入60ml 蒸馏水,使其分散均匀,去除反应(一)中未反应的NH4
(三)以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备m-LaVO4。
(1)称取偏钒酸铵NH4VO3颗粒,将NH4VO3颗粒溶于La2(OH)4SO4·2H2O模板悬浊液中,混合均匀,使NH4VO3颗粒完全溶于模板悬浊液中,加入NH4VO3颗粒后模板悬浊液的pH 值将有所上升。待pH稳定后使用稀氨水调节混合均匀的悬浊液的pH值至12。在反应釜下进行反应,获得反应产物;其中,所述的添加量按摩尔比,VO3
(2)将反应产物冷却至室温,离心分离后,干燥得到m-LaVO4;其中,所述的干燥温度为 50℃,干燥时间为16h,m-LaVO4为固体粉末状态。
实施例5
一种t-GdVO4的自牺牲模板制备方法,包括以下步骤:
(一)纳米片层状化合物Gd2(OH)4SO4·2H2O的制备:
(1)将六水硝酸钆(Gd(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀,配制成Gd
(2)将硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)溶解在硝酸钆(Gd(NO3)3)溶液中,形成混合液,其中,所述的硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)与硝酸钆(Gd(NO3)3)溶液的加入量按摩尔比,SO4
(3)向硝酸溶液中加入氨水,调节溶液pH至7,并持续搅拌10min,得到均匀悬浊液;将均匀悬浊液进行反应,获得产物;其中,所述的反应温度为50℃,反应时间为72h;
(二)纳米片层状化合物Gd2(OH)4SO4·2H2O的清洗
步骤(一)反应结束后进行离心分离,使用去离子水水洗三次,后向离心产物中加入60ml 蒸馏水,使其分散均匀,去除反应(一)中未反应的NH4
(三)以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备t-GdVO4。
(1)称取偏钒酸铵NH4VO3颗粒,将NH4VO3颗粒溶于Gd2(OH)4SO4·2H2O模板悬浊液中,混合均匀,使NH4VO3颗粒完全溶于模板悬浊液中,加入NH4VO3颗粒后模板悬浊液的pH 值将有所上升。待pH稳定后使用稀硝酸调节混合均匀的悬浊液的pH值至4。在反应釜下进行反应,获得反应产物;其中,所述的添加量按摩尔比,VO3
(2)将反应产物冷却至室温,离心分离后,干燥得到t-GdVO4;其中,所述的干燥温度为 50℃,干燥时间为20h,t-GdVO4为固体粉末状态。
实施例6
一种t-GdVO4的自牺牲模板制备方法,包括以下步骤:
(一)纳米片层状化合物Gd2(OH)4SO4·2H2O的制备:
(1)将六水硝酸钆(Gd(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀,配制成Gd
(2)将硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)溶解在硝酸钆(Gd(NO3)3)溶液中,形成混合液,其中,所述的硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)与硝酸钆(Gd(NO3)3)溶液的加入量按摩尔比,SO4
(3)向硝酸溶液中加入氨水,调节溶液pH至8,并持续搅拌30min,得到均匀悬浊液;将均匀悬浊液进行反应,获得产物;其中,所述的反应温度为120℃,反应时间为12h;
(二)纳米片层状化合物Gd2(OH)4SO4·2H2O的清洗步骤(一)反应结束后进行离心分离,使用去离子水水洗三次,后向离心产物中加入60ml 蒸馏水,使其分散均匀,去除反应(一)中未反应的NH4
(三)以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备t-GdVO4。
(1)称取偏钒酸铵NH4VO3颗粒,将NH4VO3颗粒溶于Gd2(OH)4SO4·2H2O模板悬浊液中,混合均匀,使NH4VO3颗粒完全溶于模板悬浊液中,加入NH4VO3颗粒后模板悬浊液的pH 值将有所上升。待pH稳定后使用稀硝酸调节混合均匀的悬浊液的pH值至6。在密封条件下进行反应,获得反应产物;其中,所述的添加量按摩尔比,VO3
(2)将反应产物冷却至室温,离心分离后,干燥得到t-GdVO4;其中,所述的干燥温度为 60℃,干燥时间为24h,t-GdVO4为固体粉末状态。
一种REVO的自牺牲模板制备方法专利购买费用说明
Q:办理专利转让的流程及所需资料
A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。
1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2:按规定缴纳著录项目变更手续费。
3:同时提交相关证明文件原件。
4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q:专利转让变更,多久能出结果
A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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