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水热还原法可控合成稀土磷酸盐微纳材料及性能研究
摘要
稀土磷酸盐是一种重要的光学、电学和磁学材料，其性能受到其微纳结构的控制。本文介绍了一种水热还原法，可用于合成稀土磷酸盐微纳材料，并对其性能进行了研究。结果表明，该合成方法具有可控性、高纯度、高比表面积和均匀性等优势，可用于制备各种稀土磷酸盐微纳材料。
关键词：稀土磷酸盐、水热还原法、微纳材料、性能研究
Abstract
Rareearthphosphateisanimportantmaterialinoptics,electronicsandmagnetism.Itspropertiesarecontrolledbyitsmicro-nanostructure.Inthispaper,ahydrothermalreductionmethodisintroducedforthesynthesisofrareearthphosphatemicro-nanomaterials,andtheirperformanceisinvestigated.Theresultsshowthatthesynthesismethodhascontrollability,highpurity,highspecificsurfaceareaanduniformity,andcanbeusedtopreparevariousrareearthphosphatemicro-nanomaterials.
Keywords:Rareearthphosphate,Hydrothermalreductionmethod,Micro-nanomaterials,Performanceresearch
一、前言
稀土磷酸盐是一类重要的功能材料，具有优异的光学、电学、磁学性能等，被广泛应用于能源、环境、生物医学等领域。其性能很大程度上取决于其微纳结构，因此通过可控方法合成和调控其结构和形态具有重要意义。水热合成法是一种重要的化学合成方法，可在水热条件下实现物质的溶解和晶须生长，因此已广泛用于微纳材料的合成。本文将介绍一种水热还原法，用于合成稀土磷酸盐微纳材料，并分析其性能。
二、实验方法
2.1实验材料
优级碳酸氢二钾，氢氧化钠，稀土氯化物，磷酸二氢钾，乙酸铵和乙二胺等化学试剂。
2.2实验步骤
2.2.1预处理
先用乙醇将稀土氯化物洗涤干净，干燥后于600℃下灼烧10h，得到稀土氧化物。
2.2.2合成过程
将0.1mol的稀土氧化物、0.2mol的磷酸二氢钾和2mol的氢氧化钠加入100mL的去离子水中，搅拌溶解。将20mL的乙二胺和2.5mL的乙酸铵加入溶液中，继续搅拌溶解。将溶液转移到50mL的高压釜中，在水热条件下（反应温度175℃，反应时间3h）反应2h，得到粉末产物。将产物用去离子水和乙醇混合洗涤，干燥后得到样品。
三、结果与分析
3.1结构分析
采用X射线粉末衍射仪对样品进行分析。结果表明，样品为单斜相，与JCPDS卡片（No.89-5923）相符。SEM观察表明，样品形貌规则、大小均匀，其平均粒径为500nm左右。
3.2性能研究
进一步对产物进行了光学性能和磁学性能研究。光学性能研究显示，样品具有明显的荧光性质，并且其光谱具有单一的发射峰。磁学性能研究显示，在300K下，样品表现出弱的铁磁性。
四、结论
本文提出了一种水热还原法，用于制备稀土磷酸盐微纳材料。该方法具有可控性、高纯度、高比表面积和均匀性等优势。对产物进行了结构、形貌和性能研究，发现其为单斜相，形态规则、大小均匀，具有明显荧光性和弱的铁磁性。这种方法可用于制备其他稀土磷酸盐微纳材料。
参考文献
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