CN101624205B - 一种氧化钇纳米纤维及其制备方法 - Google Patents

一种氧化钇纳米纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧化钇纳米纤维，所述纤维的直径为10～20nm，纤维的长度为10～100μm，纤维的长径比为1000～10000。本发明的纤维是通过将表面清洁处理后的金属钇在氯化汞或硝酸汞的水溶液中、于室温下浸泡1～10分钟，取出、置于空气中晾干制备而得。与现有技术相比，本发明的氧化钇纳米纤维的直径比现有技术小60～70％，长径比达到1000～10000，增强的复合材料的强度比由氧化钇纳米颗粒增强的复合材料的强度提高30～50％。另外，本发明的制备方法简单易操作，对设备要求低，制备成本低廉，适合工业化批量生产。

Description

一种氧化钇纳米纤维及其制备方法
技术领域
本发明是涉及一种氧化钇纳米纤维及其制备方法，具体说，是涉及一种直径小、长径比大的氧化钇纳米纤维及其制备方法。
背景技术
纳米氧化钇由于不仅具有优良的耐热、耐腐蚀和高温稳定性，对还原介质稳定性好，还具有独特的物理和化学性质，因此，被广泛应用于高科技材料之中，如燃料电池、氧传感器、超导材料、先进结构陶瓷等领域。目前纳米氧化钇的主要制备方法有水热法、醇盐水解法、喷雾热分解法、溶胶-凝胶法、化学沉淀法、固相法等。但以上方法只能制备零维纳米材料：氧化钇纳米粒子。
由于一维纳米纤维不仅具有通常纳米材料所具有的表面效应、量子尺寸效应和小尺寸效应等，还具有其独特的热稳定性、机械性、电子传输和光子传输性、光学性质、光电导和场发射效应等，使其具有广泛的应用前景，因此，研制氧化钇纳米纤维具有重要意义。中国稀土学报，2008年8月，第26期，第4卷，第400～404页，公开了一种采用静电纺丝法制备出氧化钇纳米纤维，所述氧化钇纳米纤维的直径为40～60nm，由复合纳米纤维-PVA/Y(NO3)3在600℃焙烧10小时而得。研究表明：小直径、大长径比的纳米纤维对复合材料具有明显的强化效应，但现有的静电纺丝法只能制备平均直径为50nm的氧化钇纳米纤维，且制备方法复杂，对设备要求严格，制备成本高，不适合工业化批量生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有小直径、大长径比的氧化钇纳米纤维及其一种操作简单、成本低廉及不需要特定反应设备的制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的氧化钇纳米纤维，其特征在于：纤维的直径为10～20nm，纤维的长度为10～100μm，纤维的长径比为1000～10000。
本发明所述的氧化钇纳米纤维的制备方法，是首先将表面清洁处理后的金属钇在氯化汞或硝酸汞的水溶液中、于室温下浸泡1～10分钟，然后取出、置于空气中晾干，金属钇表面长出的粉状物质即为氧化钇纳米纤维。
所述金属钇优选纯度为99％～99.999％的金属钇。
所述氯化汞或硝酸汞的水溶液浓度优选0.01～0.1wt％。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1)直径小
本发明的氧化钇纳米纤维的直径比现有技术小60～70％；
2)长径比大
本发明的氧化钇纳米纤维的长径比达到1000～10000，而采用现有技术是很难制备得到长径比超过100的氧化钇纳米纤维的；
3)强化效应明显
由本发明的氧化钇纳米纤维增强的复合材料的强度比由氧化钇纳米颗粒增强的复合材料的强度提高30～50％；
另外，本发明的制备方法简单易操作，对设备要求低，制备成本低廉，适合工业化批量生产。
附图说明
图1为实施例1所制备的氧化钇纳米纤维的低倍率扫描电镜(SEM)照片；
图2为实施例1所制备的氧化钇纳米纤维的高倍率扫描电镜(SEM)照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明。
实施例1
1)配制质量百分比浓度为0.01％的氯化汞水溶液；
2)将纯度为99％的金属钇表面用丙酮清洗，以除去油污；
3)将清洁干净的金属钇浸入氯化汞水溶液中，在室温下浸泡1分钟；
4)将金属钇从氯化汞溶液中取出，放置在空气中晾干，金属钇表面长出的粉状物质即为氧化钇纳米纤维。
图1为本实施例所制备的氧化钇纳米纤维的低倍率扫描电镜(SEM)照片，图2为本实施例所制备的氧化钇纳米纤维的高倍率扫描电镜(SEM)照片，由图1和图2分析得知：所制备的纤维长度为10～100μm，纤维直径为10～20nm，纤维的长径比为1000～10000。
实施例2
1)配制质量百分比浓度为0.01％的硝酸汞水溶液；
2)将纯度为99％的金属钇表面用丙酮清洗，以除去油污；
3)将清洁干净的金属钇浸入氯化汞水溶液中，在室温下浸泡1分钟；
4)将金属钇从氯化汞溶液中取出，放置在空气中晾干，金属钇表面长出的粉状物质即为氧化钇纳米纤维。
本实施例所制备的氧化钇纳米纤维的扫描电镜分析结果与实施例1中所述相同。
实施例3
1)配制质量百分比浓度为0.1％的氯化汞水溶液；
2)将纯度为99.5％的金属钇表面用丙酮清洗，以除去油污；
3)将清洁干净的金属钇浸入氯化汞水溶液中，在室温下浸泡10分钟；
4)将金属钇从氯化汞溶液中取出，放置在空气中晾干，金属钇表面长出的粉状物质即为氧化钇纳米纤维。
本实施例所制备的氧化钇纳米纤维的扫描电镜分析结果与实施例1中所述相同。
实施例4
1)配制质量百分比浓度为0.1％的硝酸汞水溶液；
2)将纯度为99.5％的金属钇表面用丙酮清洗，以除去油污；
3)将清洁干净的金属钇浸入氯化汞水溶液中，在室温下浸泡10分钟；
4)将金属钇从氯化汞溶液中取出，放置在空气中晾干，金属钇表面长出的粉状物质即为氧化钇纳米纤维。
本实施例所制备的氧化钇纳米纤维的扫描电镜分析结果与实施例1中所述相同。

Claims (4)

1.一种氧化钇纳米纤维，其特征在于：纤维的直径为10～20nm，纤维的长度为10～100μm，纤维的长径比为1000～10000。
2.一种权利要求1所述的氧化钇纳米纤维的制备方法，其特征在于：首先将表面清洁处理后的金属钇在氯化汞或硝酸汞的水溶液中、于室温下浸泡1～10分钟，然后取出、置于空气中晾干，金属钇表面长出的粉状物质即为氧化钇纳米纤维。
3.根据权利要求2所述的氧化钇纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述金属钇的纯度为99％～99.999％。
4.根据权利要求2所述的氧化钇纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述氯化汞或硝酸汞的水溶液浓度为0.01～0.1wt％。
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