一种Eu₂Zr₂O₇纳米粉体的制备方法

专利名称：一种Eu₂Zr₂O₇纳米粉体的制备方法
技术领域：
本发明涉及纳米发光材料的制备，特别涉及到一种EuJr2O7纳米粉体的制备方法。
技术背景
A2B2O7型稀土锆酸盐由于具有独特的晶体结构、高熔点、高离子导电性、高化学稳定性、高催化活性等一系列优点，已经越来越受到研究者的广泛关注。EuJr2O7陶瓷由于有很低的导热性能、高的热化学稳定性、与氧化钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷相当的热膨胀性能等一系列优点，可以替代目前正在服役的陶瓷，用作热障涂层的陶瓷涂层材料。EuJr2O7 由于具有较高的电导率，使其在固体电解质方面的研究受到广泛重视。EuJr2O7陶瓷由于能处理强放射性元素Pu (Eu具有极高的种子吸收截面)，可作为核废料的载体而备受关注.。 要获得各方面性能优良的陶瓷材料，需要烧结活性好，粒度均勻，分散性好的粉体作为烧结原料。这就对EuJr2O7粉体的制备工艺提出了更高的要求。
纳米粉体的制备方法很多，采用共沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法等都可制备出 EuJr2O7粉体，其形貌和粒径存在不同差异。共沉淀法很难实现各种离子同时沉淀；溶胶凝胶得到粉体的形貌不易控制；相比之下，水热法简单易行，团聚少，粒径和形貌通过调整工艺参数可以得到控制。而采用混合溶剂作为溶剂，缓和了实验条件，改善粉体的粒径、形貌。混合溶剂热法在这方面具有独特的优势乙醇可以降低去离子水的介电常数，从而降低 Eu2Zr2O7的溶解度，产生高的饱和度，使成核与生长速度增大，而成核所需的过饱和度较生长所需更高，因此所得粉体粒径较小；还可以降低粉体的表面活性；加入乙醇可促进前驱物迅速脱水，促进反应速率，有利于形核。混合溶剂热法制备纳米粉体，可通过改变溶剂的组成配比，使生成的纳米粒子的大小、粒度分布以及存在的形态得到控制。发明内容
本发明的目的在于提供一种EuJr2O7纳米粉体的制备方法，一种乙醇/水溶剂热法制备EuJr2O7纳米粉体的方法，该方法制备的EuJr2O7纳米粉体工艺简单，操作方便易行，制备粉体粒径和形貌可控性强。
本发明采用的技术方案是一种Eu2Zr2O7纳米粉体的制备方法，包括如下制备过程将原料Eu2O3溶于稀硝酸中，ZrOCl2-SH2O溶于蒸馏水，在磁力搅拌器不断搅拌下，将初始溶液混合均勻，滴加2 mol/L的KOH溶液，调节PH值8_12，溶液变浑浊，搅拌一段时间后后放入50ml反应釜中，填充乙醇，填充度80%，在160°C _220°C温度范围内及24h_4 i条件下进行水热反应；水热产物经过过滤，无水乙醇洗涤后将过滤后的沉淀物放入真空干燥箱中于80 0C -100 °C干燥M h，获得样品经碾磨过筛后得到EuJr2O7粉体。
所述的一种Eu2Zr2O7纳米粉体的制备方法，其所述的原料Eu2O3纯度99. 99%， ZrOCl2·8Η20纯度99. 99%, KOH纯度拟％ ；用Eu2O3，ZrOCl2·8Η20作为反应原料，KOH作为矿化剂，乙醇/水混合溶剂作为反应时的溶剂。
所述的一种EuJr2O7纳米粉体的制备方法，其所述的乙醇为分析纯试剂，蒸馏水为二次水；乙醇/水混合溶剂的体积比为0. 8。
所述的一种EuJr2O7纳米粉体的制备方法，其溶液混合后PH值为8_12 ；水热温度为160-220 V ；保温时间为12h-48 h ；干燥温度为80-100 °C。
所述的一种EuJr2O7纳米粉体的制备方法，其所述的试剂均没有经过纯化处理； 本发明的有益效果本发明所采用的工艺可控，成本低廉，操作环节简单，无需煅烧，节省能耗。在制备过程中，通过控制原料的配比，调节水热温度，保温时间，PH值、不同溶剂配比等条件，可实现产品的晶型、形貌以及粒径大小的控制。前驱物在水热温度160 220 °C保温M 48 h，PH 值为8 12，溶剂配比V(C2H5OH) :V(H20)为0. 8得到尺寸约为20 nm的Eu2Zr2O7纳米粉体， 其形貌为近球形，分散性较好。该制备EuJr2O7纳米粉体的方法在实际应用中有广阔的前旦ο


图1为EuAr摩尔比为1 1，PH值为10，水热温度220°C，保温M h得到的粉体， 样品物相的XRD图；图2为溶剂配比V(C2H5OH) V (H2O)为0. 6，PH值为8_10，水热温度220°C，保温24 h得到的粉体，样品形貌的SEM图；图3为溶剂配比V(C2H5OH) V (H2O)为0. 8，PH值为8_10，水热温度220°C，保温24 h得到的粉体，样品形貌的SEM图。
注本发明的图1一图3为产物状态的分析示意图或照片，图中文字或影像不清晰并不影响对本发明技术方案的理解。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明进一步说明。
实施例1 按照制备过程，将Eu2O3溶于稀硝酸中，&0C12*8H20溶于去离子水中，在不断搅拌的条件下，将初始溶液混合均勻。随后引入矿化剂Κ0Η，调节PH值达到8-12，溶液变浑浊，搅拌一段时间后装入50ml的反应釜中，填充乙醇，填充度80%，调节温度220°C保温12-24 h后得到白色沉淀，将其过滤，用无水乙醇洗涤多次后置于真空干燥箱中80°C干燥M h后得到白色粉体，在1000°C下煅烧池后，经碾磨过筛后得到样品。所得粉体XRD如图1所示，与标准PDF卡片PDF把4-0418对比特征峰相一致为纯相的Eujr207。
实施例2:改变溶剂体积含量使V(C2H5OH) :V(H20)为0. 6，即使得乙醇体积为12ml，其他条件如实施例1，所得粉体形貌如图2中SEM图所示，粉体为近球形，约30 nm。
实施例3:改变反应溶剂体积含量V (C2H5OH) =V(H2O)为0.8，其他条件如实施例1，所得粉体的形貌如图3所示，粉体形貌基本为近球形，粒径在20nm左右。
权利要求
1.一种Eu2Zr2O7纳米粉体的制备方法，其特征在于，包括如下制备过程将原料Eu2O3溶于稀硝酸中，ZrOCl2-SH2O溶于蒸馏水，在磁力搅拌器不断搅拌下，将初始溶液混合均勻，滴加2 mol/L的KOH溶液，调节PH值8_12，溶液变浑浊，搅拌一段时间后后放入50ml反应釜中，填充乙醇，填充度80%，在160°C _220°C温度范围内及24h_4 i条件下进行水热反应；水热产物经过过滤，无水乙醇洗涤后将过滤后的沉淀物放入真空干燥箱中于80 0C -100 °C干燥M h，获得样品经碾磨过筛后得到EuJr2O7粉体。
2.根据权利要求1所述的一种Eu2Zr2O7纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述的原料 Eu2O3 纯度 99. 99%, ZrOCl2 ·8Η20 纯度 99. 99%, KOH 纯度 82% ；用 Eu2O3，ZrOCl2·8Η20 作为反应原料，KOH作为矿化剂，乙醇/水混合溶剂作为反应时的溶剂。
3.根据权利要求1所述的一种Eu2Zr2O7纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述的乙醇为分析纯试剂，蒸馏水为二次水；乙醇/水混合溶剂的体积比为0. 8。
4.根据权利要求1所述的一种EuJr2O7纳米粉体的制备方法，其特征在于，溶液混合后 PH值为8-12 ；水热温度为160-220 V ；保温时间为12h_48 h ；干燥温度为80-100 °C。
5.根据权利要求1所述的一种EuJr2O7纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述的试剂均没有经过纯化处理。
全文摘要
一种Eu2Zr2O7纳米粉体材料的制备方法，涉及纳米发光材料的制备。将原料Eu2O3溶于稀硝酸中，ZrOCl2 8H2O溶于蒸馏水，在磁力搅拌器不断搅拌下，将初始溶液混合均匀，滴加2mol/L的KOH溶液，调节pH值8-12，溶液变浑浊，搅拌一段时间后后放入50ml反应釜中，填充乙醇，填充度80%，在160℃-220℃温度范围内及24h-48h条件下进行水热反应；水热产物经过过滤，无水乙醇洗涤后将过滤后的沉淀物放入真空干燥箱中于80℃-100℃干燥24h，获得样品经碾磨过筛后得到Eu2Zr2O7粉体。本方法工艺简单，粉体形貌及粒径可控性好，在高温涂层领域具有广泛的应用前景。
文档编号C01G25/00GK102491416SQ20111041172
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者赵翔, 马伟民 申请人:沈阳化工大学