本发明属于纳米材料领域，特别涉及一种稀土改性纳米材料的制备方法。
背景技术：
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。一方面，纳米材料具有较高的表面-体积比，从而具有很高的化学活性；另一方面，以纳米线为例，其具有较高的长径比，在一个维度方向上粒子传输不存在约束，有利于技术上的应用。另外，英国《自然-材料》(Nature Materials，2007年第6期，841页)指出，材料的物理化学性质开发不仅取决于自身的形状和尺寸，也取决于组装体的协同。美国《纳米快报》(Nano Letters，2010年第10期，5103页)指出，利用界面组装技术可以有效降低体系熵值、从而使杂乱的超长柔性纳米线得到有序的排列组装体。因此，纳米材料的可控合成、有效组装，以及基于纳米材料的器件设计和性能研究成为相关材料走向实用化的前提和保障之一。
稀土(rare earth)有\"工业维生素\"的美称。现如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。现有稀土改性类纳米材料在制备工艺上较为繁琐，且结构不稳定、孔隙结构不好等问题。
技术实现要素：
针对现有技术中传统稀土改性纳米材料存在上述的不足，本发明的目的是提供一种稀土改性纳米材料的制备方法，改善纳米材料的孔隙结构及结构稳定性。
为实现本发明目的技术方案如下：
一种稀土改性纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将20-30份钨酸铵溶解于40-60份浓度为0.4-0.8mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入4-8份硝酸镧、3-7份硝酸铈、2-5份硝酸钕和5-10份硝酸钇，常温搅拌混合20-50min；
S2：随后转移至水热反应釜中，以速率1-3℃/min升温至200-250℃下反应3-6h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，将得到的产物离心分离，去离子水洗涤，于80-100℃下干燥4-8h，得到所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇；
S3：将5-10份凹凸棒土和15-25份乙二醇单丁醚混合，于35-50℃下超声处理15-35min，得到混合均匀的液体A；
S4：将步骤S2中所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇、步骤S3中液体A、10-15份醋酸钠和20-30份聚乙二醇混合，转入聚四氟乙烯反应釜中，密封，在230-280℃下反应3-6h，后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述稀土改性纳米材料。
优选的，步骤S1中所述将25份钨酸铵溶解于50份浓度为0.65mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入5份硝酸镧、6份硝酸铈、3份硝酸钕和8份硝酸钇。
优选的，步骤S1中所述常温以速率550r/min搅拌混合35min。
优选的，步骤S2中所述以速率2℃/min升温至230℃下反应5h；将得到的产物离心分离，去离子水洗涤，于95℃下干燥6h。
优选的，步骤S3中将8份凹凸棒土和20份乙二醇单丁醚混合，于45℃下超声处理20min。
优选的，步骤S4中所述醋酸钠12份和聚乙二醇25份；在260℃下反应5h。
上述任意一条所述制备方法制备得到的稀土改性纳米材料。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述一种稀土改性纳米材料的制备方法，以稀土类硝酸溶液制成包含多种稀土元素的复合型稀土纳米材料，随后以凹凸棒土分散液和稀土纳米材料复合，经高温密封反应制备得到稀土改性纳米材料。制备得到的纳米材料结构牢固，在离心等破坏作用下仍能够保持性能稳定；孔隙结构发达，BET比表面积为150-300m2/g，总孔体积为0.25-0.4cm3/g，平均孔径为10-35nm。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：将20份钨酸铵溶解于40份浓度为0.4mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入4份硝酸镧、3份硝酸铈、2份硝酸钕和5份硝酸钇，常温搅拌混合20min；
S2：随后转移至水热反应釜中，以速率1℃/min升温至200℃下反应3h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，将得到的产物离心分离，去离子水洗涤，于80℃下干燥4h，得到所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇；
S3：将5份凹凸棒土和15份乙二醇单丁醚混合，于35℃下超声处理15min，得到混合均匀的液体A；
S4：将步骤S2中所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇、步骤S3中液体A、10份醋酸钠和20份聚乙二醇混合，转入聚四氟乙烯反应釜中，密封，在230℃下反应3h，后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述稀土改性纳米材料。
经检测，上述稀土改性纳米材料结构牢固，在离心等破坏作用下仍能够保持性能稳定；BET比表面积为150m2/g，总孔体积为0.25cm3/g，平均孔径为35nm。
实施例2
S1：将30份钨酸铵溶解于60份浓度为0.8mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入8份硝酸镧、7份硝酸铈、5份硝酸钕和10份硝酸钇，常温搅拌混合50min；
S2：随后转移至水热反应釜中，以速率3℃/min升温至250℃下反应6h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，将得到的产物离心分离，去离子水洗涤，于100℃下干燥8h，得到所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇；
S3：将10份凹凸棒土和25份乙二醇单丁醚混合，于50℃下超声处理35min，得到混合均匀的液体A；
S4：将步骤S2中所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇、步骤S3中液体A、15份醋酸钠和30份聚乙二醇混合，转入聚四氟乙烯反应釜中，密封，在280℃下反应6h，后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述稀土改性纳米材料。
经检测，上述稀土改性纳米材料结构牢固，在离心等破坏作用下仍能够保持性能稳定；BET比表面积为180m2/g，总孔体积为0.28cm3/g，平均孔径为20nm。
实施例3
S1：将22份钨酸铵溶解于45份浓度为0.55mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入5份硝酸镧、4份硝酸铈、3份硝酸钕和8份硝酸钇，常温搅拌混合45min；
S2：随后转移至水热反应釜中，以速率2℃/min升温至230℃下反应5h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，将得到的产物离心分离，去离子水洗涤，于85℃下干燥6h，得到所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇；
S3：将7份凹凸棒土和20份乙二醇单丁醚混合，于45℃下超声处理30min，得到混合均匀的液体A；
S4：将步骤S2中所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇、步骤S3中液体A、12份醋酸钠和23份聚乙二醇混合，转入聚四氟乙烯反应釜中，密封，在250℃下反应4h，后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述稀土改性纳米材料。
经检测，上述稀土改性纳米材料结构牢固，在离心等破坏作用下仍能够保持性能稳定；BET比表面积为260m2/g，总孔体积为0.30cm3/g，平均孔径为15nm。
实施例4
S1：将25份钨酸铵溶解于55份浓度为0.75mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入7份硝酸镧、6份硝酸铈、5份硝酸钕和6份硝酸钇，常温搅拌混合30min；
S2：随后转移至水热反应釜中，以速率1℃/min升温至250℃下反应3h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，将得到的产物离心分离，去离子水洗涤，于95℃下干燥4.5h，得到所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇；
S3：将10份凹凸棒土和17份乙二醇单丁醚混合，于40℃下超声处理20min，得到混合均匀的液体A；
S4：将步骤S2中所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇、步骤S3中液体A、15份醋酸钠和27份聚乙二醇混合，转入聚四氟乙烯反应釜中，密封，在270℃下反应5.5h，后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述稀土改性纳米材料。
经检测，上述稀土改性纳米材料结构牢固，在离心等破坏作用下仍能够保持性能稳定；BET比表面积为280m2/g，总孔体积为0.34cm3/g，平均孔径为25nm。
实施例5
S1：将25份钨酸铵溶解于50份浓度为0.65mol/L氢氧化钠溶液中，再向其中加入5份硝酸镧、6份硝酸铈、3份硝酸钕和8份硝酸钇，常温以速率550r/min搅拌混合35min；
S2：随后转移至水热反应釜中，以速率2℃/min升温至230℃下反应5h，反应结束后反应釜自然冷却至室温，将得到的产物离心分离，去离子水洗涤，于95℃下干燥6h，得到所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇；
S3：将8份凹凸棒土和20份乙二醇单丁醚混合，于45℃下超声处理20min，得到混合均匀的液体A；
S4：将步骤S2中所述纳米钨酸镧/铈/钕/钇、步骤S3中液体A、12份醋酸钠和25份聚乙二醇混合，转入聚四氟乙烯反应釜中，密封，在260℃下反应5h，后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述稀土改性纳米材料。
经检测，上述稀土改性纳米材料结构牢固，在离心等破坏作用下仍能够保持性能稳定；BET比表面积为300m2/g，总孔体积为0.4cm3/g，平均孔径为10nm。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。