本發(fā)明是關于納米材料的，特別涉及一種采用氨基酸輔助水熱法使稀土金屬離子與鉬氧酸根離子自組裝合成稀土鉬酸鹽超薄片材料。

背景技術：

稀土鉬酸鹽是一種重要的金屬酸根無機材料，在催化，光學，上轉(zhuǎn)換，負熱膨脹，防腐等方面有重要的應用。

稀土由于因其獨特的4f殼層電子結構，因此具有優(yōu)良的光電磁物理特性，可作為優(yōu)良的壓電材料、熱電材料、發(fā)光材料和磁性材料。一些鉬氧酸根例如：Mo₂O₈^4-,Mo₇O₂₄^6-,Mo₈O₂₆^4-等可以通過鉬氧八面體共面或共角的方式形成聚陰離子層狀結構。由于這一結構上的內(nèi)在驅(qū)動力，使得將稀土鉬酸鹽制成超薄片狀微納材料存在可能。超薄納米材料的高比表面積、大比例暴露表面原子、尺寸厚度小等特性，以及稀土鉬酸鹽自身性質(zhì)可能發(fā)生的新變化和其廣泛用途。因此，開發(fā)形貌可控的稀土鉬酸鹽超薄片材料是十分必要。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于首次采用氨基酸輔助水熱合成法，提供一種微片狀外觀、形貌可控、產(chǎn)量高且分散性好的稀土鉬酸鹽超薄片材料及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種形貌可控的稀土鉬酸鹽超薄片材料，其通式為Ln(NH₄)Mo₂O₈·H₂O，其中Ln為鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑或者鉺。

該形貌可控的稀土鉬酸鹽超薄片材料的制備方法，具有如下步驟：

以稀土鹽為稀土金屬離子來源，以鉬酸銨為鉬酸根離子來源，以賴氨酸作為晶體生長調(diào)節(jié)劑；

所述稀土鹽為稀土硝酸鹽，為硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸鐠、硝酸釹、硝酸釤、硝酸銪、硝酸釓、硝酸鋱、硝酸鏑或者硝酸鉺；

(1)將鉬酸銨鹽溶解于去離子水中，鉬酸銨鹽的濃度為0.05摩爾每升；

(2)將賴氨酸加入到步驟(1)的鉬酸銨鹽的水溶液中，此過程不斷攪拌溶解均勻，所述的賴氨酸濃度范圍為0.005～0.2摩爾每升；

(3)將作為稀土金屬離子源的硝酸鹽加入到去離子水中，攪拌溶解，得到相應的硝酸鹽溶液，硝酸鹽溶液的濃度為0.005～0.1摩爾每升；

(4)在攪拌條件下，將步驟(3)的硝酸鹽溶液滴加到步驟(2)的鉬酸銨鹽的水溶液中，此過程不斷攪拌使其溶解均勻，形成懸浮液；

(5)將步驟(4)得到的懸浮液攪拌10min后移至高壓反應釜中，密封；再將高壓反應釜中懸浮液于140～180℃反應2～100小時；

(6)將步驟(5)得到的制品用去離子水和乙醇洗滌，于60℃干燥，制得到形貌可控的稀土鉬酸鹽超薄片材料。

所述步驟(5)的釜中懸浮液優(yōu)選的反應溫度為180℃，反應時間為24小時。

所述稀土鉬酸鹽超薄片材料的形貌呈微片狀，微片形貌可控制，可從不規(guī)則形狀到規(guī)則形狀，微片厚度分布范圍為30～35納米，粒度分布范圍為0.2～1微米。

本發(fā)明首次利用氨基酸輔助水熱合成法獲得了一種形狀可控的稀土鉬酸鹽超薄片材料，所制備的稀土鉬酸鹽超薄片材料，具有微片狀外觀且外觀形貌可調(diào)，產(chǎn)量高且分散性好；制備過程簡單、成本低、產(chǎn)量高、重復性好、快速、合成條件可控、易合成且得到的產(chǎn)品結晶度高。該超薄納米材料具有高比表面積、大比例暴露表面原子、尺寸厚度小(薄至30nm)等特性，以及稀土鉬酸鹽自身性質(zhì)可能發(fā)生的新變化，使其具有廣泛用途。

附圖說明

圖1為實施例1制得的形貌可控的鉬酸鐠超薄片材料的高倍掃描電鏡圖；

圖2為實施例1制得的形貌可控的鉬酸鐠超薄片材料的X射線衍射分析圖譜；

圖3為實施例2制得的形貌可控的鉬酸鑭超薄片材料的高倍掃描電鏡圖；

圖4為實施例3制得的形貌可控的鉬酸鐠超薄片材料的高倍掃描電鏡圖；

圖5為實施例4制得的形貌可控的鉬酸釹超薄片材料的高倍掃描電鏡圖；

圖6為實施例5制得的形貌可控的鉬酸釹超薄片材料的高倍掃描電鏡圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明做進一步描述。

實施例1

(1)稱取鉬酸銨1.85g，加入到10ml去離子水，攪拌直到溶解；

(2)向步驟(1)的鉬酸銨溶液中加入0.11g賴氨酸，攪拌直到溶解；

(3)稱取硝酸鐠水合物0.44g，加入到10ml去離子水，進行攪拌溶解；

(4)在攪拌條件下，將硝酸鐠溶液滴加到步驟(2)所得的混合溶液中，形成懸浮液；

(5)將步驟(4)所得的懸浮液攪拌10min后轉(zhuǎn)移到高壓反應釜中，180℃烘箱內(nèi)進行水熱反應12h。

(6)將制品用去離子水和乙醇洗滌幾次，60℃干燥。

圖1為實施例1制得的形貌可控的鉬酸鐠超薄片材料的高倍掃描電鏡圖，通過圖1可以看出該材料為納米超薄片厚度～30nm，大小0.2～1um，形狀成正方形，且形狀較為均勻片層。

圖2為實施例1制得的形貌可控的鉬酸鐠超薄片材料的X射線衍射分析圖譜，通過圖2可以看出材料衍射花樣匹配Ce(NH₄)Mo₂O₈·H₂O，而實際加入稀土元素為Pr，由此可知材料組成為Pr(NH₄)Mo₂O₈·H₂O。

實施例2

(1)稱取鉬酸銨1.85g，加入到10ml去離子水，攪拌直到溶解；

(2)向步驟(1)的鉬酸銨溶液中加入0.11g賴氨酸，攪拌直到溶解；

(3)稱取硝酸鑭水合物0.43g，加入到10ml去離子水，進行攪拌溶解；

(4)在攪拌條件下，將硝酸鑭溶液滴加到步驟(2)所得的混合溶液中，形成懸浮液；

(5)將步驟(4)所得的懸浮液攪拌10min后轉(zhuǎn)移到高壓反應釜中，180℃烘箱內(nèi)進行水熱反應48h。

(6)將制品用去離子水和乙醇洗滌幾次，60℃干燥。

圖3為實施例2制得的形貌可控的鉬酸鑭超薄片材料的高倍掃描電鏡圖,通過圖3可以看出該材料為納米超薄片厚度～35nm,大小～0.5um且形狀較為均勻片層。

實施例3

(1)稱取鉬酸銨1.85g，加入到10ml去離子水，攪拌直到溶解；

(2)向步驟(1)的鉬酸銨溶液中加入0.11g賴氨酸，攪拌直到溶解；

(3)稱取硝酸釹水合物0.44g，加入到10ml去離子水，進行攪拌溶解；

(4)在攪拌條件下，將硝酸釹溶液滴加到步驟(2)所得的混合溶液中，形成懸浮液；

(5)將步驟(4)所得的懸浮液攪拌10min后轉(zhuǎn)移到高壓反應釜中，180℃烘箱內(nèi)進行水熱反應12h。

(6)將制品用去離子水和乙醇洗滌幾次，60℃干燥。

圖4為實施例3制得的形貌可控的鉬酸鐠超薄片材料的高倍掃描電鏡圖,通過圖4可以看出該材料為納米超薄片厚度～30nm,大小0.5um～1um,且形成長方形,形貌較為均一,相對于實施例3,材料微觀形貌發(fā)生明顯的變化。

實施例4

(1)稱取鉬酸銨1.85g，加入到10ml去離子水，攪拌直到溶解；

(2)向步驟(1)的鉬酸銨溶液中加入0.44g賴氨酸，攪拌直到溶解；

(3)稱取硝酸釹水合物0.44g，加入到10ml去離子水，進行攪拌溶解；

(4)在攪拌條件下，將硝酸釹溶液滴加到步驟(2)所得的混合溶液中，形成懸浮液；

(5)將步驟(4)所得的懸浮液攪拌10min后轉(zhuǎn)移到高壓反應釜中，170℃烘箱內(nèi)進行水熱反應12h。

(6)將制品用去離子水和乙醇洗滌幾次，60℃干燥。

圖5為實施例4制得的形貌可控的鉬酸釹超薄片材料的高倍掃描電鏡圖,通過圖5可以看出該材料為納米超薄片厚度～30nm,大小0.2um～1um,且形成長方形,形貌較為均一。

實施例5

(1)稱取鉬酸銨1.85g，加入到10ml去離子水，攪拌直到溶解；

(2)向步驟(1)的鉬酸銨溶液中加入0.44g賴氨酸，攪拌直到溶解；

(3)稱取硝酸鐠水合物0.44g，加入到10ml去離子水，進行攪拌溶解；

(4)在攪拌條件下，將硝酸鐠溶液滴加到步驟(2)所得的混合溶液中，形成懸浮液；

(5)將步驟(4)所得的懸浮液攪拌10min后轉(zhuǎn)移到高壓反應釜中，160℃烘箱內(nèi)進行水熱反應12h。

(6)將制品用去離子水和乙醇洗滌幾次，60℃干燥。

圖6為實施例5制得的形貌可控的鉬酸釹超薄片材料的高倍掃描電鏡圖，通過圖6可以看出該材料為納米超薄片厚度～30nm,大小0.2um～0.5um,且形成長方形,形貌較為均一。

以上僅在說明本發(fā)明的技術方案，對本發(fā)明的保護范圍不構成任何限制，本發(fā)明所列舉的各原料都能實現(xiàn)本發(fā)明。凡采用等同變換或是等效替換而形成的技術方案，均落在本發(fā)明權利保護范圍之內(nèi)。