CN115557525B - 一种制备镧系金属氧化物阵列材料的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
一种制备镧系金属氧化物阵列材料的方法及应用,本发明涉及制备阵列材料的方法及应用。解决现有现有镧系金属氧化物的合成阵列方式无普适性,无法完全适用于全部镧系稀土材料合成阵列结构,且现有湿度测绘受限于传感器的灵敏度及响应恢复速度,并不能达到精准成像及识别扫描的问题。方法:一、利用浸渍提拉法,得到表面覆盖种子层的基底,煅烧,得到煅烧后的基底;二、镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素溶解在溶剂,得到搅拌均匀的溶液;三、将煅烧后的基底浸渍于搅拌均匀的溶液中反应,最后煅烧,得到镧系金属氧化物阵列材料;应用:以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,利用检测湿度进行测绘。本发明用于制备镧系金属氧化物阵列材料的方法及应用。
Description
技术领域
本发明涉及制备阵列材料的方法及应用。
背景技术
中国稀土矿储量丰富,其中轻稀土在民用领域十分重要,如:石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域,而重稀土则更多的在军事领域拥有广阔的应用前景,同时稀土也是先进装备制造业、新能源、新兴产业等高新技术产业不可或缺的原材料,是宝贵且关键的战略资源。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。而对于稀土氧化物的合成,目前还相对较少,尤其是阵列的合成方式。纳米阵列材料,是在各种基底上制备出具有均匀排布结构的结构化材料,得益于其结构的特点,能达到进一步提升材料的比表面积、增加活性物质的负载量以及暴露位点数量、加快在反应过程中物质或电子的传输速率等目的,因而这种结构化纳米阵列材料在多种领域有着出色的应用前景。然而目前相关稀土氧化物阵列的合成报道相对较少,目前,合成的镧系阵列材料的方法及形态,主要有电化学法合成氢氧化镧纳米棒阵列,电沉积法合成氧化镧纳米棒阵列,浸渍煅烧法合成氧化镧纳米管阵列,原位水热合成氧化铈纳米墙阵列,掠射角沉积法合成氧化铒纳米棒阵列以及溶胶凝胶法合成氧化铕纳米管阵列。因此,镧系元素阵列材料的合成方式相对较少,且合成方式单一,并无广谱性的合成方式出现,绝大部分元素仍没有阵列材料的合成报道出现。而通过一种普适性的方法,完全适用于全部稀土材料合成阵列结构的方式,更是没有报道。
与此同时,随着现代化的实现,人类的生存和社会活动与湿度密切相关,很难找出一个与湿度无关的领域来。在日常生活中,湿度传感器被广泛应用在食品行业、档案管理、温室大棚、动植物养殖、药品存储、烟草行业、工控行业等,然而除此之外,随着人工智能和人机交互的飞速发展,智能传感器正在逐渐改变周围环境与人工智能的交互方式,目前已知的主要有直接接触式的压力传感、应变传感等,而直接式接触传感,会不可避免的造成机械损伤和细菌交叉等风险,因此,需要开发非接触式的传感方式。水是空气中最普遍存在的气体,广泛分布在任何物体的表面,因此,可以利用湿度传感器的高精度和迅速响应能力,利用不同物体扩散的湿度差不同作为信号源进行非接触式感知。而这类识别方式,目前仅有文献报道的大量被动式感知和少量如水果打蜡检测、水源位置确定及湿度测绘等。其中现有湿度测绘受限于传感器的灵敏度及响应恢复速度,并不能达到精准成像及文字识别扫描。
由此可知,现有技术存在以下缺点:(1)现有镧系金属氧化物的合成阵列方式无普适性,无法完全适用于全部镧系稀土材料合成阵列结构;(2)现有湿度测绘受限于传感器的灵敏度及响应恢复速度,并不能达到精准成像及识别扫描。
发明内容
本发明要解决现有现有镧系金属氧化物的合成阵列方式无普适性,无法完全适用于全部镧系稀土材料合成阵列结构,且现有湿度测绘受限于传感器的灵敏度及响应恢复速度,并不能达到精准成像及识别扫描的问题,进而提供一种制备镧系金属氧化物阵列材料的方法及应用。
一种制备镧系金属氧化物阵列材料的方法,它是按照以下步骤进行的:
一、利用浸渍提拉法,将基底浸入金属氧化物溶胶中30s~120s,得到表面覆盖种子层的基底,烘干后,在温度为400℃~600℃的条件下,煅烧1h~4h,得到煅烧后的基底;
二、将镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素溶解在溶剂中,磁力搅拌0.5h~2h,得到搅拌均匀的溶液;
所述的镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素的摩尔比为1:(0.5~2);所述的镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素的总摩尔数与溶剂的体积比为1mmol:(7~20)mL;
三、将煅烧后的基底浸渍于搅拌均匀的溶液中,然后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并密封,在温度为120℃~200℃的条件下,反应1h~24h,然后冷却至室温,取出基底并洗涤烘干,得到反应后的基底,在空气条件下,以1℃/min~5℃/min的升温速率,将反应后的基底升温至500℃~700℃,并在温度为500℃~700℃的条件下煅烧1h~4h,得到镧系金属氧化物阵列材料。
一种镧系金属氧化物阵列材料的应用,以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,利用检测湿度进行测绘。
本发明的有益效果是:
(1)该合成方法,可以广泛的应用于绝大部分镧系金属氧化物的合成,具有优异的普适性。且不同材料可应用在不同领域。
(2)该合成方法,可以在较多种类基底上进行原位阵列合成,具有较优异的发展应用内前景。
(3)本材料的合成方法简单,成本低廉,所用溶剂为水和醇类对环境友好,较适用于大规模生产。
(4)该材料具有优异的湿度敏感性能,其灵敏度可达到7400以上,响应时间低至1s内,恢复时间低至2s内,依托于优异的性能,可进行非接触式的感知及成像等应用。
(5)通过测试可以发现,使用具有较高灵敏度及超快响应恢复能力的湿度传感器,可以对物体的存在情况及形态进行识别。
本发明用于一种制备镧系金属氧化物阵列材料的方法及应用。
附图说明
图1为实施例一制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;
图2为XRD图,1为实施例一制备的镧系金属氧化物阵列材料;
图3为实施例二制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;
图4为XRD图,1为实施例二制备的镧系金属氧化物阵列材料;
图5为实施例三制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;
图6为XRD图,1为实施例三制备的镧系金属氧化物阵列材料;
图7为实施例四制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;
图8为XRD图,1为实施例四制备的镧系金属氧化物阵列材料;
图9为实施例五制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;
图10为XRD图,1为实施例五制备的镧系金属氧化物阵列材料;
图11为实施例六制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;
图12为XRD图,1为实施例六制备的镧系金属氧化物阵列材料;
图13为实施例七制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;
图14为XRD图,1为实施例七制备的镧系金属氧化物阵列材料;
图15为实施例八制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大10k倍;
图16为XRD图,1为实施例八制备的镧系金属氧化物阵列材料;
图17为实施例八制备的镧系金属氧化物阵列材料在11%RH-97%RH湿度环境的响应恢复曲线;
图18为实施例九湿度传感器固定于步进电机驱动的滑轨上的实物图;
图19为实施例九不同字母形状的水槽并列设置的实物图;
图20为实施例九用于湿度测绘的装置实物图;
图21为实施例九不同字母形状的水槽测绘成像示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式,还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一:本实施方式所述的一种制备镧系金属氧化物阵列材料的方法,它是按照以下步骤进行的:
一、利用浸渍提拉法,将基底浸入金属氧化物溶胶中30s~120s,得到表面覆盖种子层的基底,烘干后,在温度为400℃~600℃的条件下,煅烧1h~4h,得到煅烧后的基底;
二、将镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素溶解在溶剂中,磁力搅拌0.5h~2h,得到搅拌均匀的溶液;
所述的镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素的摩尔比为1:(0.5~2);所述的镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素的总摩尔数与溶剂的体积比为1mmol:(7~20)mL;
三、将煅烧后的基底浸渍于搅拌均匀的溶液中,然后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并密封,在温度为120℃~200℃的条件下,反应1h~24h,然后冷却至室温,取出基底并洗涤烘干,得到反应后的基底,在空气条件下,以1℃/min~5℃/min的升温速率,将反应后的基底升温至500℃~700℃,并在温度为500℃~700℃的条件下煅烧1h~4h,得到镧系金属氧化物阵列材料。
本实施方式的目的是提供了一种简便的方式,可以在覆盖有种子层的基底表面,通过水热及高温煅烧的方法合成镧系金属氧化物纳米阵列材料。随着基底表面种子层的变化或反应过程中原料的变化,均可产生具备规则形貌的纳米阵列材料,随着反应时间的增加,阵列的厚度也会随着时间的延长逐渐变厚。
所合成的阵列材料可以很好的降低湿度传感器的响应恢复时间,提升传感性能。与此同时,依托阵列材料的优异性能,可以开发出新的非接触式人机交互方式,更好的方便与未来智能设备的发展。
本实施方式的有益效果是:
(1)该合成方法,可以广泛的应用于绝大部分镧系金属氧化物的合成,具有优异的普适性。且不同材料可应用在不同领域。
(2)该合成方法,可以在较多种类基底上进行原位阵列合成,具有较优异的发展应用内前景。
(3)本材料的合成方法简单,成本低廉,所用溶剂为水和醇类对环境友好,较适用于大规模生产。
(4)该材料具有优异的湿度敏感性能,其灵敏度可达到7400以上,响应时间低至1s内,恢复时间低至2s内,依托于优异的性能,可进行非接触式的感知及成像等应用。
(5)通过测试可以发现,使用具有较高灵敏度及超快响应恢复能力的湿度传感器,可以对物体的存在情况及形态进行识别。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一中所述的基底为陶瓷、玻璃或石英。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是:步骤一中所述的金属氧化物溶胶为氧化钛溶胶、氧化锌溶胶、氧化钒溶胶或氧化铁溶胶。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:所述的氧化钛溶胶具体是按以下步骤制备:在搅拌条件下,向33.6mL无水乙醇中加入2.45mL二乙醇胺和8.50mL钛酸四丁酯,并搅拌1h~3h,然后逐滴加入0.45mL去离子水和5.0mL无水乙醇,并搅拌1h~3h,然后室温静置20h~30h,得到氧化钛溶胶。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:步骤一中所述的浸渍提拉法具体是按以下步骤进行:将基底悬挂于金属氧化物溶胶上方,然后以10mm/min~50mm/min的移动速度将基底下降,直至完全浸渍于金属氧化物溶胶中,停止移动,浸泡30s~120s,随后以10mm/min~50mm/min的移动速度将基底上升,直至完全移出。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是:步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮铈、乙酰丙酮镨、乙酰丙酮钕、乙酰丙酮钐、乙酰丙酮铕、乙酰丙酮钆、乙酰丙酮镝或乙酰丙酮钬。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是:步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮铈、乙酰丙酮镨、乙酰丙酮钕、乙酰丙酮钐、乙酰丙酮铕、乙酰丙酮钆、乙酰丙酮镝或乙酰丙酮钬。其它与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八:本实施方式一种镧系金属氧化物阵列材料的应用,以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,利用检测湿度进行测绘。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式八不同的是:利用检测湿度对待测绘物质或待测绘区域进行测绘,且待测绘物质及待测绘区域的湿度与环境的湿度差要大于5%RH。其它与具体实施方式八相同。
待测绘物质为带有一定湿度的水果、蔬菜等物质、被水泼溅的布料、纸张等,待测绘区域为水池、水槽、漏水管路等。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式八或九之一不同的是:所述的以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,利用检测湿度进行测绘,具体是按以下步骤进行:以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,控制湿度传感器的移动速度为1mm/min~120mm/min,在待测绘物质或待测绘区域上方2.5mm~15mm处多次匀速扫描,直至待测绘物质或待测绘区域扫描完全,记录数据,最后通过origin软件对数据进行处理分析,得到待测绘物质及待测绘区域的水分分布情况以及形态成像。其它与具体实施方式八或九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例一:
一种制备镧系金属氧化物阵列材料的方法,它是按照以下步骤进行的:
一、利用浸渍提拉法,将基底浸入氧化钛溶胶中60s,得到表面覆盖种子层的基底,烘干后,在温度为500℃的条件下,煅烧2h,得到煅烧后的基底;
二、将1mmol镧系元素的乙酰丙酮盐与1mmol尿素溶解在溶剂中,磁力搅拌1h,得到搅拌均匀的溶液;
所述的溶剂由9mL乙二醇、9mL聚乙二醇400和6mL去离子水组成;
三、将煅烧后的基底浸渍于搅拌均匀的溶液中,然后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并密封,在温度为180℃的条件下,反应8h,然后冷却至室温,取出基底并洗涤,在温度为70℃的条件下干燥12h,得到反应后的基底,在空气条件下,以2℃/min的升温速率,将反应后的基底升温至600℃,并在温度为600℃的条件下煅烧2h,得到镧系金属氧化物阵列材料。
步骤一中所述的基底为陶瓷。
步骤一中所述的氧化钛溶胶具体是按以下步骤制备:在搅拌条件下,向33.6mL无水乙醇中加入2.45mL二乙醇胺(DEA)和8.50mL钛酸四丁酯,并搅拌2h,然后逐滴加入0.45mL去离子水和5.0mL无水乙醇,并搅拌2h,得到搅拌均匀的溶液,将搅拌均匀的溶液室温静置24h,得到氧化钛溶胶。
步骤一中所述的浸渍提拉法具体是按以下步骤进行:将基底悬挂于氧化钛溶胶上方,然后以30mm/min的移动速度将基底下降,直至完全浸渍于氧化钛溶胶中,停止移动,浸泡60s,随后以30mm/min的移动速度将基底上升,直至完全移出。
步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮铈。
图1为实施例一制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;由图可知,所合成的材料为均匀的纳米片阵列结构,纳米片规则的生长在基底表面,纳米片趋于椭圆形,大小约为2μm~3μm。
图2为XRD图,1为实施例一制备的镧系金属氧化物阵列材料;由图可知,基底经过处理后,结晶完全,纳米片阵列结构的XRD衍射峰与立方晶系的CeO2标准谱图JCPDS CardNo.75-0120结构有很好的对应。
实施例二:本实施例与实施例一不同的是:步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮镨。其它与实施例一相同。
图3为实施例二制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;由图可知,所合成的材料为均匀的纳米片阵列结构,纳米片规则的生长在基底表面,纳米片为椭圆形结构,堆积较密集,大小约为2μm~3μm。
图4为XRD图,1为实施例二制备的镧系金属氧化物阵列材料;由图可知,基底经过处理后,结晶完全,纳米片阵列结构的XRD衍射峰与立方晶系的Pr6O11标准谱图JCPDS CardNo.42-1121结构有很好的对应。
实施例三:本实施例与实施例一不同的是:步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮钕。其它与实施例一相同。
图5为实施例三制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;由图可知,所合成的材料为均匀的纳米片阵列结构,纳米片规则的生长在基底表面,纳米片大量堆积并形成类核桃状结构,其大小约为3μm~5μm。
图6为XRD图,1为实施例三制备的镧系金属氧化物阵列材料;由图可知,基底经过处理后,结晶完全,纳米片阵列结构的XRD衍射峰与立方晶系的Nd2O3标准谱图JCPDS CardNo.21-0579结构有很好的对应。
实施例四:本实施例与实施例一不同的是:步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮钐。其它与实施例一相同。
图7为实施例四制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;由图可知,所合成的材料为均匀的纳米片阵列结构,纳米片大小在3μm~10μm之间,且互相之间连接,规则的交联生长在基底表面。
图8为XRD图,1为实施例四制备的镧系金属氧化物阵列材料;由图可知,基底经过处理后,结晶完全,纳米片阵列结构的XRD衍射峰与立方晶系的Sm2O3标准谱图JCPDS CardNo.74-1989结构有很好的对应。
实施例五:本实施例与实施例一不同的是:步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮铕。其它与实施例一相同。
图9为实施例五制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;由图可知,所合成的材料为均匀的纳米片阵列结构,纳米片规则的生长在基底表面,纳米片大小在3μm~10μm之间,且互相之间连接。
图10为XRD图,1为实施例五制备的镧系金属氧化物阵列材料;由图可知,基底经过处理后,结晶完全,纳米片阵列结构的XRD衍射峰与立方晶系的Eu2O3标准谱图JCPDS CardNo.43-1008结构有很好的对应。
实施例六:本实施例与实施例一不同的是:步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮钆。其它与实施例一相同。
图11为实施例六制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;由图可知,所合成的材料为均匀的纳米片阵列结构,纳米片规则的生长在基底表面,纳米片大小在4μm~8μm之间,且互相之间连接。
图12为XRD图,1为实施例六制备的镧系金属氧化物阵列材料;由图可知,基底经过处理后,结晶完全,纳米片阵列结构的XRD衍射峰与立方晶系的Gd2O3标准谱图JCPDS CardNo.43-1014结构有很好的对应。
实施例七:本实施例与实施例一不同的是:步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮镝。其它与实施例一相同。
图13为实施例七制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大5k倍;由图可知,所合成的材料为均匀的纳米片阵列结构,纳米片规则的生长在基底表面,纳米片大小在3μm~8μm之间,且互相之间连接。
图14为XRD图,1为实施例七制备的镧系金属氧化物阵列材料;由图可知,基底经过处理后,结晶完全,纳米片阵列结构的XRD衍射峰与立方晶系的Dy2O3标准谱图JCPDS CardNo.88-2164结构有很好的对应。
实施例八:本实施例与实施例一不同的是:步骤二中所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮钬。其它与实施例一相同。
图15为实施例八制备的镧系金属氧化物阵列材料的SEM图,a为放大1k倍,b为放大10k倍;由图可知,所合成的材料为均匀的纳米片阵列结构,纳米片规则的生长在基底表面,纳米片大小在4μm~8μm之间,且互相之间连接。
图16为XRD图,1为实施例八制备的镧系金属氧化物阵列材料;由图可知,基底经过处理后,结晶完全,纳米片阵列结构的XRD衍射峰与立方晶系的Ho2O3标准谱图JCPDS CardNo.44-1268结构有很好的对应。
对实施例八制备的镧系金属氧化物阵列材料进行湿敏性能测试,图17为实施例八制备的镧系金属氧化物阵列材料在11%RH-97%RH湿度环境的响应恢复曲线;由图可知,其可在1s内完成响应,2s内完成恢复,灵敏度达到7400以上,展示出了优异的湿度敏感性能。
实施例九,结合图18~20具体说明:
一种镧系金属氧化物阵列材料的应用,以实施例八制备的镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,利用检测湿度进行测绘。
以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,其尺寸为5mm×7mm×0.25mm,利用检测湿度进行测绘,具体是按以下步骤进行:以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,控制湿度传感器的移动速度为60mm/min,在待测绘区域上方5mm处多次匀速扫描,直至待测绘区域扫描完全,记录数据,最后通过origin软件对数据进行处理分析,得到待测绘区域的水分分布情况以及形态成像。
本实施例利用检测湿度进行测绘所采用的设备为市面购买的步进电机驱动的滑轨;
本实施例所述的待测绘区域是以3D打印设备自行打印的不同字母形状的水槽,且多个水槽并列设置,相邻水槽最小距离为8mm,通过水槽内部装水模拟不同湿度环境物体,然后将水槽固定,并将湿度传感器与步进电机驱动的滑轨固定,得到用于湿度测绘的装置。所述的不同字母形状的水槽的水槽宽度为0.5mm,整体尺寸为30mm×50mm。
图18为实施例九湿度传感器固定于步进电机驱动的滑轨上的实物图;图19为实施例九不同字母形状的水槽并列设置的实物图;图20为实施例九用于湿度测绘的装置实物图。
本实施例控制湿度传感器的移动速度为60mm/min,在待测绘区域上方5mm处多次匀速扫描,直至待测绘区域扫描完全,具体是:调整步进电机控制传感器移动速度,使其沿X轴移动,然后控制传感器在水槽上方的Y轴位置,重复进行沿X轴移动的扫描方式,直至完全扫描整个水槽。
图21为实施例九不同字母形状的水槽测绘成像示意图;由图可知,传感器可以精准的识别出水槽的具体形状,并可识别出水槽所展示的文字,且展示图像拥有清晰的边界。
Claims (3)
1.一种镧系金属氧化物阵列材料的应用,其特征在于以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,利用检测湿度进行测绘;
利用检测湿度对待测绘物质或待测绘区域进行测绘,且待测绘物质及待测绘区域的湿度与环境的湿度差要大于5%RH;
所述的以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,利用检测湿度进行测绘,具体是按以下步骤进行:以镧系金属氧化物阵列材料为湿度传感器,控制湿度传感器的移动速度为1mm/min~120mm/min,在待测绘物质或待测绘区域上方2.5mm~15mm处多次匀速扫描,直至待测绘物质或待测绘区域扫描完全,记录数据,最后通过origin软件对数据进行处理分析,得到待测绘物质及待测绘区域的水分分布情况以及形态成像;
所述的镧系金属氧化物阵列材料是按以下步骤制备的:
一、利用浸渍提拉法,将基底浸入氧化钛溶胶中60s,得到表面覆盖种子层的基底,烘干后,在温度为500℃的条件下,煅烧2h,得到煅烧后的基底;
所述的浸渍提拉法具体是按以下步骤进行:将基底悬挂于氧化钛溶胶上方,然后以30mm/min的移动速度将基底下降,直至完全浸渍于氧化钛溶胶中,停止移动,浸泡60s,随后以30mm/min的移动速度将基底上升,直至完全移出;
所述的氧化钛溶胶具体是按以下步骤制备:在搅拌条件下,向33.6mL无水乙醇中加入2.45mL二乙醇胺(DEA)和8.50mL钛酸四丁酯,并搅拌2h,然后逐滴加入0.45mL去离子水和5.0mL无水乙醇,并搅拌2h,得到搅拌均匀的溶液,将搅拌均匀的溶液室温静置24h,得到氧化钛溶胶;
二、将镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素溶解在溶剂中,磁力搅拌1h,得到搅拌均匀的溶液;
所述的镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素的摩尔比为1:1;所述的镧系元素的乙酰丙酮盐与尿素的总摩尔数与溶剂的体积比为1mmol:12mL;
所述的镧系元素的乙酰丙酮盐为乙酰丙酮铈、乙酰丙酮镨、乙酰丙酮钕、乙酰丙酮钐、乙酰丙酮铕、乙酰丙酮钆、乙酰丙酮镝或乙酰丙酮钬;
三、将煅烧后的基底浸渍于搅拌均匀的溶液中,然后置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并密封,在温度为180℃的条件下,反应8h,然后冷却至室温,取出基底并洗涤,在温度为70℃的条件下干燥12h,得到反应后的基底,在空气条件下,以2℃/min的升温速率,将反应后的基底升温至600℃,并在温度为600℃的条件下煅烧2h,得到镧系金属氧化物阵列材料。
2.根据权利要求1所述的一种镧系金属氧化物阵列材料的应用,其特征在于步骤一中所述的基底为陶瓷、玻璃或石英。
3.根据权利要求1所述的一种镧系金属氧化物阵列材料的应用,其特征在于步骤二中所述的溶剂由乙二醇、聚乙二醇400和去离子水组成;所述的乙二醇与聚乙二醇400的体积比为1:(0.8~1.2);所述的乙二醇与去离子水的体积比为1:(0.5~1.2)。
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