CN105692678A - 一种铜酸钬纳米粉体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜酸钬纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:按照铜酸钬Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,混合均匀,制备溶液A;称取吡啶羧酸溶于醇中,加入碱,配制成溶液B;将溶液A与溶液B混合,搅拌制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温,析出前驱体D;将前驱体D置于还原性气体气氛下烧结,随后冷却至室温,再在空气气氛中煅烧,得到煅烧产物;将煅烧产物经粉碎、研磨、过筛、洗涤、干燥后,即得。本发明提供的制备方法,能够制备得到纯度高、成分均一的Ho2Cu2O5纳米粉体。本发明的制备方法,原料简便易得,成本低,操作简单,条件温和、易控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜酸钬纳米粉体的制备方法,具体属于铜系稀土材料制备技术领域。
背景技术
铜系稀土材料常见构型为A2B2O5,属于层状钙钛矿型氧化物,而层状钙钛矿型氧化物由于具有特殊的物理化学性能而被广泛应用。主要应用在传感器、电解质、超导、电极材料以及改善环境等各个方面。层状钙钛矿型氧化物的制备研究具有广阔的应用前景,对其进行形貌控制,能够改变它的结构性能,从而改善它在各个用途方面的很多不足。
制备铜系稀土材料的常见方法包括高温固相合成法、溶胶凝胶法、共沉淀法、水热法、燃烧法等等。这些方法都面临着同一个问题:无法解决铜离子和稀土离子严格化学计量比的问题,无法制备出高纯度的、成分均匀的产品,而样品的纯度与性质息息相关。铜酸钬(Ho2Cu2O5)具有超导、气敏、光催化等特性,其应用前景广泛。而现有的制备方法制备的Ho2Cu2O5粉体往往存在纯度不高,颗粒尺寸不均一,比表面积小,达不到纳米级别尺寸等问题,限制了Ho2Cu2O5粉体的应用,因此,发明一种能够制备高纯度、成分均一的铜酸钬纳米粉体的制备方法,显得尤为必要。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种铜酸钬纳米粉体的制备方法,能够制备得到纯度高、成分均一的铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体。
为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
一种铜酸钬纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照铜酸钬Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,混合均匀,制备溶液A;
S2、称取吡啶羧酸溶于醇中,加入碱,配制成溶液B;
S3、将溶液A与溶液B混合,搅拌制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温,析出前驱体D;
S4、将前驱体D置于还原性气体气氛下烧结,随后冷却至室温,再在空气气氛中煅烧,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过筛、洗涤、干燥后,即得铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体。
具体地,前述铜酸钬纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照铜酸钬Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,混合均匀,制备溶液A;
S2、称取吡啶羧酸溶于醇中,加入碱,配制成溶液B;
S3、将溶液A与溶液B混合,搅拌1~2h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至30℃~100℃,保温1~2h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于还原性气体气氛下,450℃~550℃烧结3~6h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,800℃~1100℃煅烧1~2h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过筛、洗涤、干燥后,即得铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体。
前述铜酸钬纳米粉体的制备方法,步骤S1中,Cu的可溶性盐为硝酸盐、醋酸盐或碳酸盐中的一种或几种;Ho的可溶性盐为硝酸盐、醋酸盐或碳酸盐中的一种或几种。
前述铜酸钬纳米粉体的制备方法,步骤S1中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的4~6倍。
前述铜酸钬纳米粉体的制备方法,步骤S2中,吡啶羧酸为吡啶二羧酸或吡啶三羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的2~4倍。
前述铜酸钬纳米粉体的制备方法,步骤S2中,醇为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的一种或几种。醇的用量能够满足溶解吡啶羧酸并略有过量即可。醇可为含碳原子数为1~8的醇类。
前述铜酸钬纳米粉体的制备方法,步骤S2中,碱为NaOH、KOH、三乙胺或氨水中的一种或几种,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的1.5~3倍。
前述铜酸钬纳米粉体的制备方法,步骤S3中,搅拌采用磁力搅拌或机械搅拌。
前述铜酸钬纳米粉体的制备方法,步骤S4中,还原性气体为氮气、氨气或氢气。
前述铜酸钬纳米粉体的制备方法,步骤S5中,洗涤为酸洗和/或水洗,其中酸为盐酸或硫酸;干燥温度为50℃~150℃,时间为2~6h;过筛为过100~200目筛。
通过本发明方法制备的铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体,对其进行XRD测试和扫描电镜测试。使用DX2500型X射线衍射仪对铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体样品进行了测试,扫描速度为0.04°/min,2θ范围为10~90°。XRD测试结果如图1~图2所示。从图中可以得知,纯Ho2Cu2O5纳米粉体为正交晶系,空间群为P21nb,样品晶胞参数为: 基本没有杂质相,通过本发明方法可以制备出较纯的Ho2Cu2O5纳米粉体。
扫描电镜图如图3~图4所示。从图中可知,制备的粉体为六角片状结构,片层直径200~300nm,厚度约50~100nm。制备的粉体粒度大小均匀、分散均匀,颗粒形状规则,颗粒一致性好。
对得到的Ho2Cu2O5纳米粉体进行了比表面积的测试,测试结果如图5所示。由图中可知,采用传统的固态烧结法和共沉淀法制备的Ho2Cu2O5纳米粉体,其样品的比表面积均远小于本发明方法制备的样品。通过本发明的方法制备得到的Ho2Cu2O5纳米粉体比表面积大,能够达到70m2/g以上。
本发明的有益之处在于:本发明提供的一种Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,能够制备得到纯度高、成分均一的Ho2Cu2O5纳米粉体。所得粉体粒度大小均匀、分散均匀,颗粒形状规则,颗粒一致性好,比表面积大。制备的粉体为六角片状结构,片层直径200~300nm,厚度约50~100nm。通过本发明方法制备得到的Ho2Cu2O5粉体,作为超导体和传感器的性能得到极大提升。本发明的制备方法,原料简便易得,成本低,操作简单,条件温和、易控制。
附图说明
图1是本发明实施例1制备得到Ho2Cu2O5纳米粉体与Ho2Cu2O5基体标准卡片(PDF#70-0448)的X-射线衍射图谱;
图2是实施例2制备得到Ho2Cu2O5纳米粉体与Ho2Cu2O5基体标准卡片(PDF#70-0448)的X-射线衍射图谱;
图3是实施例3制备得到Ho2Cu2O5纳米粉体的扫描电镜图;
图4是实施例4制备得到Ho2Cu2O5纳米粉体的扫描电镜图;
图5是制备得到Ho2Cu2O5纳米粉体的比表面积数据图;
图中附图标记的含义:图1和图2:a-CuO,1-实施例1和实施例2制备得到Ho2Cu2O5纳米粉体,2-Ho2Cu2O5基体标准卡片(PDF#70-0448);图5:1-固态烧结法制备的样品,2-共沉淀法制备的样品,3-本发明方法制备的样品。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的介绍。
实施例1
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的硝酸铜和2mmoL的碳酸钬,溶于去离子水中,去离子水的用量为硝酸铜和碳酸钬总质量的4倍,混合均匀,制备溶液A;
S2、称取4mmoL的吡啶二羧酸溶于30mL的甲醇中,加入6mmoL的NaOH,配制成溶液B;
S3、将溶液A与溶液B混合,磁力搅拌1h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至30℃,保温1h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于氮气气氛下,450℃烧结6h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,800℃煅烧2h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、用水洗涤、在50℃下干燥6h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例2
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的醋酸铜和2mmoL的硝酸钬,溶于去离子水中,去离子水的用量为醋酸铜和硝酸钬总质量的6倍,混合均匀,制备溶液A;
S2、称取8mmoL吡啶三羧酸溶于50mL乙醇中,加入24mmoL的KOH,配制成溶液B;
S3、将溶液A与溶液B混合,机械搅拌2h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至100℃,保温1h,析出前驱体D;
S4、将前驱体D置于氨气气氛下,550℃烧结3h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,1100℃煅烧1h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、用盐酸洗涤、在150℃下干燥2h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例3
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的碳酸铜和2mmoL的醋酸钬,溶于去离子水中,去离子水的用量为碳酸铜和醋酸钬总质量的5倍,混合均匀,制备溶液A;
S2、称取6mmoL吡啶二羧酸溶于40mL丙醇中,加入12mmoL三乙胺,配制成溶液B;
S3、将溶液A与溶液B混合,磁力搅拌1.5h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至60℃,保温1.5h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于氢气气氛下,500℃烧结4.5h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,1000℃煅烧1.5h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、用硫酸洗涤、在100℃下干燥4h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例4
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的4.5倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为硝酸铜和醋酸铜;Ho的可溶性盐为醋酸钬和碳酸钬;
S2、称取2,3-吡啶二羧酸溶于60mL丁醇中,加入碱,配制成溶液B;其中,2,3-吡啶二羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的3.2倍;碱为氨水,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的2.5倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,机械搅拌制备1.8h得到溶液C;将溶液C缓慢升温至40℃,保温1.5h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于刚玉坩埚中,在氮气气氛下,450℃烧结4h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,在马弗炉中900℃煅烧1.8h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、分别用盐酸和水洗涤、在120℃下干燥3h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例5
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的5.5倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为硝酸铜和碳酸铜;Ho的可溶性盐为硝酸钬和碳酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于80mL丙醇和丁醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为3,4-吡啶二羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的2倍;碱为NaOH和KOH,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的1.8倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,磁力搅拌1.6h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至50℃,保温1.6h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于氨气气氛下,在管式炉中500℃烧结3h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,900℃煅烧1h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、分别用硫酸和水洗涤、在80℃下干燥5h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例6
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的4倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为醋酸铜和碳酸铜;Ho的可溶性盐为硝酸钬和醋酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于70mL甲醇和乙醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为吡啶二羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的3.8倍;碱为NaOH和三乙胺,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的2.1倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,机械搅拌1.2h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至90℃,保温1.2h,析出前驱体D;
S4、将前驱体D置于刚玉坩埚中,在氢气气氛下,550℃烧结5.5h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,850℃煅烧2h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、用盐酸洗涤、在60℃下干燥5.5h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例7
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的6倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为硝酸铜、醋酸铜和碳酸铜;Ho的可溶性盐为硝酸钬、醋酸钬和碳酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于65mL甲醇和丙醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为吡啶三羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的3.6倍;碱为NaOH和氨水,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的2.3倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,磁力搅拌1.5h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至80℃,保温2h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于氮气气氛下,在管式炉中480℃烧结3.5h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,在马弗炉中960℃煅烧1.8h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过筛、用硫酸洗涤、在110℃下干燥2.5h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例8
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的5倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为硝酸铜;Ho的可溶性盐为硝酸钬和醋酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于75mL甲醇和丁醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为吡啶二羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的2.4倍;碱为KOH和三乙胺,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的2.6倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,机械搅拌1.7h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至70℃,保温1.5h,析出前驱体D;
S4、将前驱体D置于氨气气氛下,530℃烧结4.5h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,1000℃煅烧1.5h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、分别用盐酸和水洗涤、在135℃下干燥2.2h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例9
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的4.5倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为醋酸铜和碳酸铜;Ho的可溶性盐为醋酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于55mL乙醇和丙醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为吡啶三羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的2.2倍;碱为KOH和氨水,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的2.8倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,磁力搅拌1.5h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至85℃,保温1.9h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于刚玉坩埚中,在氢气气氛下,在管式炉中470℃烧结5.5h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,在马弗炉中1050℃煅烧1h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、用水洗涤、在55℃下干燥5.8h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例10
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的5.2倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为硝酸铜、醋酸铜和碳酸铜;Ho的可溶性盐为硝酸钬和碳酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于45mL乙醇和丁醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为2,3-吡啶二羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的3.3倍;碱为氨水和三乙胺,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的3倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,机械搅拌1h备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至75℃,保温1.7h,析出前驱体D;
S4、将前驱体D置于氢气气氛下,500℃烧结3.8h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,980℃煅烧1.4h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、分别用硫酸和水洗涤、在100℃下干燥3.5h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例11
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的4.8倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为碳酸铜;Ho的可溶性盐为醋酸钬和碳酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于75mL甲醇、乙醇和丙醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为吡啶三羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的3.5倍;碱为KOH、三乙胺和氨水,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的1.5倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,磁力搅拌2h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至65℃,保温1.4h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于氨气气氛下,在管式炉中540℃烧结4.6h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,在马弗炉中870℃煅烧1.5h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过筛、用水洗涤、在90℃下干燥4.5h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例12
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的4.2倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为醋酸铜;Ho的可溶性盐为碳酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于70mL甲醇、乙醇和丁醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为3,4-吡啶二羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的3.7倍;碱为NaOH、三乙胺和氨水,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的2.5倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,机械搅拌1.5h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至55℃,保温1.2h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于刚玉坩埚中,在氮气气氛下,510℃烧结5.3h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,800℃煅烧1.3h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过筛、用水洗涤、在130℃下干燥3.6h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例13
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的5.8倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为硝酸铜和碳酸铜;Ho的可溶性盐为碳酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于60mL乙醇、丙醇和丁醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为吡啶三羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的2.9倍;碱为NaOH、KOH和三乙胺,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的1.6倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,磁力搅拌1.1h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至60℃~80℃,保温1.3h,析出前驱体D;
S4、将前驱体D置于氮气气氛下,470℃烧结5.8h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,950℃煅烧1.9h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、用盐酸洗涤、在70℃下干燥4.9h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例14
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的5.3倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为醋酸铜;Ho的可溶性盐为硝酸钬、醋酸钬和碳酸钬;
S2、称取吡啶羧酸溶于80mL甲醇、丙醇和丁醇中,加入碱,配制成溶液B;吡啶羧酸为吡啶二羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的3.5倍;碱为NaOH、KOH和氨水,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的2.7倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,机械搅拌1.9h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至30℃~50℃,保温1.3h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于氨气气氛下,在管式炉中550℃烧结6h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,在马弗炉中1100℃煅烧1.7h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过筛、用硫酸洗涤、在50℃下干燥5.7h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
实施例15
铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取2mmoL的Cu的可溶性盐和2mmoL的Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的4.7倍,混合均匀,制备溶液A;其中,Cu的可溶性盐为硝酸铜和醋酸铜;Ho的可溶性盐为醋酸钬和碳酸钬;
S2、称取2,3-吡啶二羧酸溶于80mL甲醇、乙醇、丙醇和丁醇中,加入碱,配制成溶液B;2,3-吡啶二羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的2.5倍;碱为NaOH、KOH、三乙胺和氨水,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的1.9倍;
S3、将溶液A与溶液B混合,机械搅拌2h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至50℃~70℃,保温1.8h,析出前驱体D;前驱体D为Cu-Ho配合物前驱体晶体;
S4、将前驱体D置于刚玉坩埚中,在氢气气氛下,450℃烧结3h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,在马弗炉中1000℃煅烧2h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过100~200目筛、分别用盐酸和水洗涤、在150℃下干燥2.3h后,即得Ho2Cu2O5纳米粉体。
以上实施例1~15中,步骤S2中醇的用量以能够溶解吡啶羧酸并略有过量为限,醇可用含碳原子数为1~8的醇类替代。
Claims (10)
1.一种铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、按照铜酸钬Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,混合均匀,制备溶液A;
S2、称取吡啶羧酸溶于醇中,加入碱,配制成溶液B;
S3、将溶液A与溶液B混合,搅拌制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温,析出前驱体D;
S4、将前驱体D置于还原性气体气氛下烧结,随后冷却至室温,再在空气气氛中煅烧,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过筛、洗涤、干燥后,即得铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体。
2.根据权利要求1所述的铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、按照铜酸钬Ho2Cu2O5中Cu与Ho的化学计量比称取Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐,溶于去离子水中,混合均匀,制备溶液A;
S2、称取吡啶羧酸溶于醇中,加入碱,配制成溶液B;
S3、将溶液A与溶液B混合,搅拌1~2h制备得到溶液C;将溶液C缓慢升温至30℃~100℃,保温1~2h,析出前驱体D;
S4、将前驱体D置于还原性气体气氛下,450℃~550℃烧结3~6h,随后冷却至室温,再在空气气氛中,800℃~1100℃煅烧1~2h,得到煅烧产物;
S5、将煅烧产物经粉碎、研磨、过筛、洗涤、干燥后,即得铜酸钬Ho2Cu2O5纳米粉体。
3.根据权利要求1或2所述的铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,Cu的可溶性盐为硝酸盐、醋酸盐或碳酸盐中的一种或几种;Ho的可溶性盐为硝酸盐、醋酸盐或碳酸盐中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,去离子水的用量为Cu的可溶性盐和Ho的可溶性盐总质量的4~6倍。
5.根据权利要求1或2所述的铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,吡啶羧酸为吡啶二羧酸或吡啶三羧酸,吡啶羧酸的用量为Cu的可溶性盐摩尔量的2~4倍。
6.根据权利要求1或2所述的铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,醇为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,碱为NaOH、KOH、三乙胺或氨水中的一种或几种,碱的用量为吡啶羧酸摩尔量的1.5~3倍。
8.根据权利要求1或2所述的铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中,搅拌采用磁力搅拌或机械搅拌。
9.根据权利要求1或2所述的铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中,还原性气体为氮气、氨气或氢气。
10.根据权利要求1或2所述的铜酸钬纳米粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S5中,洗涤为酸洗和/或水洗,其中酸为盐酸或硫酸;干燥温度为50℃~150℃,时间为2~6h;过筛为过100~200目筛。
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