CN112210371A - 硼酸盐纳米材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硼酸盐纳米材料及其制备方法与应用。该纳米材料的制备方法中，先将水溶性金属盐、聚乙烯醇、硼酸及水混合后，制得混合溶液；然后将混合溶液进行配位反应，得到反应液；最后将反应液干燥，煅烧，得到硼酸盐纳米材料。其中，聚乙烯醇具有长链结构，且沿着长链均匀分布羟基，而聚乙烯醇上的羟基与硼酸中的硼原子具有配位反应的特点，二者配位反应，从而将硼酸接在聚乙烯醇的长链上，形成链状的配合物，充当继续反应的模板，进一步地，链状的配合物上的硼酸离子与水溶性金属盐中的金属离子反应形成硼酸盐，进而得到具有纳米棒、纳米线或纳米带等形态的硼酸盐一维纳米材料。

Description

硼酸盐纳米材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，特别是涉及一种硼酸盐纳米材料及其制备方法与应用。
背景技术
一维纳米材料是指在三维空间中有两个维度的尺度处于纳米量级的纳米材料，包括一维的纳米棒、纳米线或纳米带等，由于具有非常优良的性质及广泛的应用范围而成为研究热点。目前制备一维纳米材料的方法包括：电弧法、气相沉积法用、溶胶-凝胶法、微乳法、模板法及水热法等。
YBO3:Eu是一种重要的稀土硼酸盐纳米材料，在照明、显示及探测等领域具有重要的应用。其中硼酸盐材料的形态，对其催化性能或发光性能具有重大影响。然而，目前的制备技术的制得的硼酸盐催化材料多为球形纳米粒子，大大限制了其应用范围。
因此，如何研发能制的具有纳米棒、纳米线或纳米带等形态的硼酸盐纳米材料的制备方法具有重要意义。
发明内容
基于此，本发明提供了一种硼酸盐纳米材料及其制备方法与应用。该硼酸盐纳米材料的制备方法能制得具有纳米棒、纳米线或纳米带等形态的一维纳米材料。
本发明的技术方案如下。
本发明的一方面提供了一种硼酸盐纳米材料的制备方法，包括以下步骤；
将水溶性金属盐、聚乙烯醇、硼酸及水混合，制得混合溶液；
将所述混合溶液进行配位反应，得到反应液；及
将所述反应液干燥，煅烧，得到硼酸盐纳米材料。
在其中一个实施例中，所述配位反应的条件为：于25℃～180℃下反应0.5h～24h。
在其中一个实施例中，所述硼酸的质量为所述聚乙烯醇质量的1％-30％。
在其中一个实施例中，在所述混合步骤中，通过加入pH调节剂将所述混合溶液的pH值控制在7～14。
在其中一个实施例中，其特征在于，所述水溶性金属盐中的金属选自钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡、铅和稀土金属中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述煅烧的条件为：于300℃～1200℃下煅烧0.5h～36h。
本发明的另一方面提供了一种硼酸盐纳米材料，所述硼酸盐纳米材料为纳米棒、纳米线或纳米带。
在其中一些实施例中，所述硼酸盐纳米材料至少包括一种主体金属离子及一种掺杂金属离子；所述主体金属离子选自Y3+、Ba2+和Al3+中的至少一种，所述掺杂金属离子为Eu3 +。
在其中一些实施例中，所述硼酸盐纳米材料为YBaB9O16:Eu纳米材料、YAl3(BO3)4:Eu纳米材料、BaB4O7:Eu纳米材料或YBO3:Eu纳米材料。
本发明还提供了上述的硼酸盐纳米材料在制备照明材料、或显示材料或探测材料时的应用。
有益效果
本发明提供的硼酸盐纳米材料的制备方法中，先将水溶性金属盐、聚乙烯醇、硼酸及水混合后，制得混合溶液；然后将混合溶液进行配位反应，得到反应液，最后将反应液干燥，煅烧，得到硼酸盐纳米材料。
其中，聚乙烯醇具有长链结构，且沿着长链均匀分布着羟基，而聚乙烯醇上的羟基与硼酸中的硼原子具有配位反应的特点，二者发生配位反应，从而将硼酸接在聚乙烯醇的长链上，形成链状的配合物，充当继续反应的模板；在进一步的干燥及煅烧过程中，链状的配合物上的硼酸离子与水溶性金属盐中的金属离子反应，生成具有纳米棒、纳米线或纳米带等形态硼酸盐一维纳米材料。
附图说明
图1为实施例1中制得的硼酸盐纳米材料的电镜图；
图2为实施例3中制得的硼酸盐纳米材料的电镜图；
图3为实施例3中制得的硼酸盐纳米材料的X射线衍射图谱；
图4为实施例3中制得的硼酸盐纳米材料的发光光谱图；
图5为实施例5中制得的硼酸盐纳米材料的电镜图；
图6为实施例9中制得的硼酸盐纳米材料的电镜图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
现有技术中对硼酸盐材料的制备进行的很多研究，然而，目前的制备技术的制得的硼酸盐材料多为球形纳米粒子。而通过改变其中掺杂的金属离子的种类或材料的存在形状，可以调控材料的性能，进而能扩大其应用范围。
本发明的技术人员基于自身多年研究经验，在经过大量的创造性研究及实验后发现：聚乙烯醇上的羟基与硼酸中的硼原子具有配位反应的特点，且聚乙烯醇的主链的侧基上均匀分布有羟基，利用二者反应形成的配合物溶胶充当反应模板，进一步与金属盐中的金属离子反应，生成具有纳米棒纳米线或纳米带等形态的硼酸盐一维纳米材料，并进一步通过大量实验获得了本申请的技术方案。
本发明一实施方式提供了一种硼酸盐纳米材料的制备方法，包括以下步骤S10～S30。
步骤S10、将水溶性金属盐、聚乙烯醇、硼酸及水混合后，制得混合溶液。
步骤S20、将步骤S10获得的混合溶液进行配位反应，得到反应液。
步骤S30、将步骤S20获得的反应液干燥，煅烧，得到硼酸盐纳米材料。
上述制备方法中，将水溶性金属盐、聚乙烯醇、硼酸及水混合后，制得混合溶液；然后将混合溶液进行配位反应，得到反应液，最后将反应液干燥，煅烧，得到纳米材料。其中，聚乙烯醇具有长链结构，且沿着长链均匀分布着羟基，而聚乙烯醇上的羟基与硼酸中的硼原子具有配位反应的特点，二者发生配位反应，从而将硼酸接在聚乙烯醇的长链上，形成链状的配合物，充当继续反应的模板；在进一步的制膜及煅烧过程中，链状的配合物上的硼酸离子与水溶性金属盐中的金属离子反应形成硼酸盐，继而得到纳米棒、纳米线或纳米带等形态硼酸盐一维纳米材料。
在其中一些实施例中，步骤S10中，水溶性金属盐中的金属选自钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡、铅稀土金属中的至少一种。进一步地，水溶性金属盐中的金属至少包括一种稀土金属。
稀土金属是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系等17种元素的总称，具体为：钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
进一步地，水溶性金属盐中的选自含钾离子、钙离子、钡离子、钠离子、镁离子、铝离子、锰离子、锌离子、铬离子、铁离子、钴离子、镍离子、锡离子、铅离子或稀土金属离子的硝酸盐、氯盐、硫酸盐和醋酸盐中的一种或几种。
进一步地，水溶性金属盐选自含钾离子、钙离子、钡离子、钠离子、镁离子、铝离子、锰离子、锌离子、铬离子、铁离子、钴离子、镍离子、锡离子、铅离子或稀土金属离子的硝酸盐、氯盐、硫酸盐和醋酸盐中的至少两种；进一步地，其中至少一种为主体金属盐，其余的为掺杂金属盐。具体地，主体金属盐中的主体金属离子与掺杂金属盐中的金属离子的摩尔质量比为97:3。
在其中一些实施例中，步骤S10中，水溶性金属盐选自钡盐、铝盐、铕盐和钇盐中的至少两种。具体地，钇盐为可溶于水并能够释放出Y3+的化合物，具体选自硝酸钇、氯化钇和醋酸钇中的一种或几种；铕盐选自可溶于水并能够释放出Eu3+的化合物，具体选自硝酸铕、氯化铕和醋酸铕中的一种或几种；钡盐为可溶于水并能够释放出Ba2+的化合物，具体选自硝酸钡、氯化钡和醋酸钡中的一种或几种；铝盐可溶于水并能够释放出Al3+的化合物，具体选自硝酸铝、氯化铝和醋酸铝中的一种或几种。
进一步地，上述水溶性金属盐包括至少一种主体金属盐和一种掺杂金属盐；主体金属盐选自钡盐、铝盐和钇盐中的至少一种，掺杂金属盐为铕盐。
在其中一些实施例中，上述主体金属盐选自钡盐、铝盐和钇盐中的任意一种，或钡盐与钇盐的组合，或铝盐和钇盐的组合。
在其中一些实施例中，步骤S10中的混合步骤中，将聚乙烯醇和部分水混合配置聚乙烯醇溶液；将水溶性金属盐和部分水混合配置成金属盐溶液；将硼酸与剩余部分的水混合配置成硼酸溶液。
进一步地，步骤S10中、先向配置好的聚乙烯醇溶液中加入金属盐溶液，搅拌0.5h～3h，然后加入硼酸溶液，搅拌0.5h～3h使之混合均匀。具体地，搅拌温度为30℃～98℃。
进一步地，聚乙烯醇溶液的浓度为10wt％～30wt％，具体地，聚乙烯醇溶液的浓度为10wt％；更进一步地，硼酸溶液的浓度为0.1mol/L～1mol/L，具体地，硼酸溶液的浓度为0.5mol/L；盐溶液的浓度为1mol/L。
在其中一些实施例中，在步骤S10的混合步骤中，通过加入pH调节剂将所述混合溶液的pH值控制在7～14。具体地，缓和溶液的pH值为9。在碱性环境下，有利于促进金属盐、聚乙烯醇及硼酸之间的反应。进一步地，pH调节剂选自乙二胺、三乙胺和氨水中的至少一种。
在其中一些实施例中，步骤S20中的配位反应的条件为：于25℃～180℃下反应0.5h～24h。
可理解，当步骤S10中将水溶性金属盐、聚乙烯醇、硼酸及水混合的瞬间即发生了反应，配位反应的时间以将水溶性金属盐、聚乙烯醇、硼酸及水混合的瞬间开始计时。具体地，先向配置好的聚乙烯醇溶液中加入盐溶液，搅拌0.5h～3h，然后加入硼酸溶液，搅拌0.5h～3h；即配位反应时间以加入硼酸溶液的瞬间开始计时，当搅拌温度落入配位反应的条件下的温度范围时，加入硼酸溶液后的搅拌的同时即进行了配位反应，此时，加入硼酸溶液后的搅拌时间应计入加配位反应的时间。
在其中一些实施例中，步骤S20中，将混合溶液于加热条件下发生配位反应，进一步地，配位反应的温度为60℃～180℃，进一步地，该步骤可在密封的水热反应釜中进行。具体地，水热反应釜采用的内衬为聚四氟乙烯内衬。
在60℃～180℃的条件进行配位反应，能促进水溶性金属盐中的金属阳离子与聚乙烯醇和硼酸形成的配合物进行均匀反应，从而得到具有纳米棒、纳米线或纳米带等形态的硼酸盐纳米材料。
在其中一些实施例中，步骤S30中的干燥步骤的条件为：于30℃～120℃下干燥6h～24h。
在其中一些实施例中，步骤S30中，在将反应液干燥的步骤之前，还包括将反应液成膜的步骤。
可理解，将反应液成膜后得到湿膜，进一步将湿膜干燥、煅烧，即得到硼酸盐纳米材料膜。
在其中一些实施例中，步骤S30中，煅烧的条件为：于300℃～1200℃下煅烧0.5h～36h。
本发明的另一实施方式提供了一种硼酸盐纳米材料，该硼酸盐纳米材料为纳米棒、纳米线或纳米带。
在其中一些实施例中，上述硼酸盐纳米材料中的金属离子至少包括一种主体金属离子及一种掺杂金属离子；主体金属离子选自Y3+、Ba2+和Al3+中的至少一种，掺杂金属离子为Eu3+。
在其中一些实施例中，硼酸盐纳米材料为YBaB9O16:Eu纳米材料、YAl3(BO3)4:Eu纳米材料、BaB4O7:Eu纳米材料或YBO3:Eu纳米材料。
可理解，上述硼酸盐纳米材料采用上述任一种硼酸盐纳米材料的制备方法制得。
本发明一实施方式还提供了上述硼酸盐纳米材料在制备照明材料、或显示材料或探测材料时的应用。
上述具有纳米棒、纳米线或纳米带形态的纳米材料能进一步扩大硼酸盐纳米材料的应用范围。进一步地，当上述纳米材料中含有稀土金属时，制得的纳米材料具有发光性能，能用于制备照明材料、或显示材料，还能应用于制备探测材料。
例如，铕掺杂的硼酸钇纳米材料：YBO3:Eu纳米材料能发出红光，且荧光性能稳定，是PDP、HDTV和投影电视等平板显示显像的首选材料，且还能进行光催化。
具体实施例
这里按照本发明的硼酸盐纳米材料及其制备方法与应用举例，但本发明并不局限于下述实施例。
实施例1
1)称取8g聚乙烯醇加入到32g水中，于90℃水浴条件下搅拌1.5h，得到质量分数为20％的聚乙烯醇溶液；以水为溶剂，分别称取37.152gY(NO3)3·6H2O和1.3382gEu(NO3)3·6H2O，在100mL容量瓶中配制为总浓度为1mol/L的Eu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，混合盐溶液中Y3+和Eu3+的物质的量的比为97:3；再以水为溶剂，称取3.0g硼酸(H3BO3)，在100mL容量瓶中配制为浓度为0.5mol/L的H3BO3溶液。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，继续于80℃水浴条件下搅拌处理30min，然后停止水浴加热，自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有带状特征。具体电镜图如附图1所示，电镜图中可以清晰的看出带状特征。
实施例2
1)同实施例1步骤1)。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入7mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，同时于80℃水浴条件下搅拌处理30min，然后停止水浴加热，自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米棒特征。
实施例3
1)同实施例1步骤1)。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，同时于80℃水浴条件下搅拌处理30min；并继续把混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，填充度为75％，密封条件下，于100℃继续恒温热处理12h，然后自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：
(1)对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有棒状特征。具体电镜图如附图2所示，电镜图中可以清晰的看出棒状特征。
(2)对步骤2)获得的一维纳米材料及标准样品(JCPDS-16-0277)进行X-射线衍测试，X-射线衍射谱图如附图3所示，图中a为步骤2)获得的一维纳米材料的衍射图，b为标准样品(JCPDS-16-0277)的衍射图，图中横纵标为2θ。由图中可看出步骤2)获得的一维纳米材料的衍射峰的位置与标准样品(JCPDS-16-0277)的谱图相一致。
(3)对步骤2)获得的一维纳米材料进行发光测试，得到的发光光谱图如附图4所示，途中横坐标为波长(单位：nm)，纵坐标为发光强度。
实施例4
1)同实施例1步骤1)。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，同时于80℃水浴条件下搅拌处理30min；并继续把混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，填充度为75％，密封条件下，于120℃继续恒温热处理12h，然后自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米棒特征。
实施例5
1)同实施例3步骤1)。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，同时于80℃水浴条件下搅拌处理30min；并继续把混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，填充度为75％，密封条件下，于100℃继续恒温热处理12h，然后自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于900℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有带状特征。具体电镜图如附图5所示，电镜图中可以清晰的看出带状特征。
实施例6
1)称取3g聚乙烯醇加入到27g水中，于90℃水浴条件下搅拌1.5h，得到质量分数为20％的聚乙烯醇溶液；以水为溶剂，分别称取37.152gY(NO3)3·6H2O和1.3382gEu(NO3)3·6H2O，在100mL容量瓶中配制为总浓度为1mol/L的Eu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，混合盐溶液中Y3+和Eu3+的物质的量的比为97:3；再以水为溶剂，称取3.0g硼酸(H3BO3)，在100mL容量瓶中配制为浓度为0.5mol/L的H3BO3溶液。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入1.6mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入10mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，同时于80℃水浴条件下搅拌处理30min，然后停止水浴加热，自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米棒特征。
实施例7
1)同实施例3步骤1)。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，同时于80℃水浴条件下搅拌处理30min；并继续把混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，填充度为75％，密封条件下，于160℃继续恒温热处理8h，然后自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米丝带特征。
实施例8
1)同实施例1步骤1)。
2)2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，同时于80℃水浴条件下搅拌处理30min，然后停止水浴加热，自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，烘箱中100℃恒温干燥12h后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米丝带特征。
实施例9
1)同实施例1步骤1)。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为7，同时于80℃水浴条件下搅拌处理30min，然后停止水浴加热，自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有棒状特征。具体电镜图如附图6所示，电镜图中可以清晰的看出棒状特征。
实施例10
1)称取8g聚乙烯醇加入到32g水中，于90℃水浴条件下搅拌1.5h，得到质量分数为20％的聚乙烯醇溶液；以水为溶剂，称取18.5760gY(NO3)3·6H2O、0.6691gEu(NO3)3·6H2O和13.0675gBa(NO3)2，在100mL容量瓶中配制为总浓度为1mol/L的Eu(NO3)3、Y(NO3)3和Ba(NO3)2的混合盐溶液，其中Y3+、Eu3+和Ba2+的物质的量的比为97:3:100；以水为溶剂，称取6.0g硼酸(H3BO3)，在200mL容量瓶中配制为浓度为0.5mol/L的H3BO3溶液。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3、Y(NO3)3和Ba(NO3)2的混合溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为7，继续于80℃水浴条件下搅拌处理30min，然后停止水浴加热，自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于900℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBaB9O16:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米带特征。
实施例11
1)称取8g聚乙烯醇加入到32g水中，于90℃水浴条件下搅拌1.5h，得到质量分数为20％的聚乙烯醇溶液；以水为溶剂，分别称取18.5760gY(NO3)3·6H2O、0.6691gEu(NO3)3·6H2O和56.2695gAl(NO3)3·9H2O，在100mL容量瓶中配制为总浓度为1mol/L的Eu(NO3)3、Y(NO3)3和Al(NO3)2的混合溶液。其中Y3+、Eu3+和Al3+的物质的量的比为97:3:300；以水为溶剂，称取6.0g硼酸(H3BO3)，在200mL容量瓶中配制为浓度为0.5mol/L的H3BO3溶液。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3、Y(NO3)3和Al(NO3)2的混合溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为7，继续于80℃水浴条件下搅拌处理30min，然后停止水浴加热，自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于900℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YAl3(BO3)4:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米带特征。
实施例12
1)称取8g聚乙烯醇加入到32g水中，于90℃水浴条件下搅拌1.5h，得到质量分数为20％的聚乙烯醇溶液；以水为溶剂，称取0.6691gEu(NO3)3·6H2O和25.3509gBa(NO3)2，在100mL容量瓶中配制为总浓度为1mol/L的Eu(NO3)3和Ba(NO3)2的混合溶液，其中Eu3+和Ba2+的物质的量的比为3:97；再以水为溶剂，称取6.0g硼酸(H3BO3)，在200mL容量瓶中配制为浓度为0.5mol/L的H3BO3溶液。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Ba(NO3)2的混合溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入80mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为7，继续于80℃水浴条件下搅拌处理30min，然后停止水浴加热，自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于900℃下恒温煅烧12h，冷却后得到BaB4O7:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米带特征。具体电镜图如附图1所示，电镜图中可以清晰的看出带状特征。
实施例13
1)同实施例1步骤1)。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLY(NO3)3溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入7mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，同时于80℃水浴条件下搅拌处理30min，然后停止水浴加热，自然冷却至室温。
然后把冷却后的液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米棒特征。
实施例14
1)同实施例1步骤1)。
2)取上述聚乙烯醇水溶液20mL，加入3.2mLEu(NO3)3和Y(NO3)3的混合盐溶液，80℃水浴条件下搅拌30min，然后加入20mL硼酸溶液，同时用市售浓氨水调节反应体系的pH值为9，继续于25℃的恒温条件下搅拌处理30min，得到液体混合物。
然后把液体混合物倾倒在干净的玻璃片上，自然流延成膜，室温晾干后，放置到马弗炉中，于600℃下恒温煅烧12h，冷却后得到YBO3:Eu的一维纳米材料。
3)测试：对步骤2)获得的一维纳米材料置于到扫描电镜下进行观察，能清晰的看出一维纳米材料具有纳米棒特征。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于对比例1步骤1)中将实施例1中的8g聚乙烯醇替换成8g聚乙二醇。其他步骤及其工艺条件与实施例1相同。
测试：对对比例1获得的材料置于扫描电镜下进行观察，能清晰的看出对比例1制得的材料具有二维层状薄膜特征。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种硼酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
将水溶性金属盐、聚乙烯醇、硼酸及水混合，制得混合溶液；
将所述混合溶液进行配位反应，得到反应液；及
将所述反应液干燥，煅烧，得到硼酸盐一维纳米材料。
2.如权利要求1所述的硼酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于，所述配位反应的条件为：于25℃～180℃下反应0.5h～24h。
3.如权利要求1所述的硼酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于，所述硼酸的质量为所述聚乙烯醇质量的1％～30％。
4.如权利要求1所述的硼酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于，在所述混合步骤中，通过加入pH调节剂将所述混合溶液的pH值控制在7～14。
5.如权利要求1～4任一项所述的硼酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于，所述水溶性金属盐中的金属选自钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡、铅和稀土金属中的至少一种。
6.如权利要求1～4任一项所述的硼酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的条件为：于300℃～1200℃下煅烧0.5h～36h。
7.一种硼酸盐纳米材料，其特征在于，所述硼酸盐纳米材料为纳米棒、纳米线或纳米带。
8.如权利要求7所述的硼酸盐纳米材料，其特征在于，所述硼酸盐纳米材料至少包括一种主体金属离子及一种掺杂金属离子；所述主体金属离子选自Y3+、Ba2+和Al3+中的至少一种，所述掺杂金属离子为Eu3+。
9.如权利要求8所述的硼酸盐纳米材料，其特征在于，所述硼酸盐纳米材料为YBaB9O16:Eu纳米材料、YAl3(BO3)4:Eu纳米材料、BaB4O7:Eu纳米材料或YBO3:Eu纳米材料。
10.如权利要求7至9任一项所述的硼酸盐纳米材料在制备照明材料、或显示材料或探测材料时的应用。
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