大比表面积的氧化钇粉体材料及其制备方法与流程

本发明涉及稀土材料领域，尤其涉及一种大比表面积的氧化钇粉体材料及其制备方法。

背景技术：

1、氧化钇是一种重要的无机化合物，常用于制备各种材料，氧化钇陶瓷具有良好的高温稳定性和机械性能，被广泛应用于高温环境下的电子器件，如高温传感器、氧化还原电极和氧化还原电容器等，氧化钇涂层也是常用于光学材料的表面涂层，以增加其耐热性和耐腐蚀性，氧化钇涂层还可以用于太阳能电池、激光器和光学镜片等应用，氧化钇颗粒通常用于制备陶瓷材料、多孔材料和复合材料等，其高温稳定性和化学惰性使其成为优异的添加剂和增强剂，也可以用于纳米催化剂、纳米传感器、纳米荧光探针等领域。

2、比表面积越大意味着每单位质量的氧化钇粉体拥有更多的表面积，这对其性能会产生显著的影响，较大的比表面积可以提供更多的活性表面，增加了反应物与氧化钇之间的接触面积，从而增强了化学反应的速率和效果，氧化钇粉体材料的比表面积增大意味着更多的表面可以用于吸附、吸附和催化反应，同时比表面积的增加可能会导致氧化钇粉体材料在高温下的热稳定性变化，使其在高温环境中更容易发生物理和化学变化。因此，追求大比表面积的纳米氧化钇材料是行业中的重要研究课题。

3、现有技术中主要采用溶胶凝胶法、溶液沉淀法气相沉积法、微乳液法和水热法等多种方法制备了各种形貌的纳米尺寸氧化钇粉体，如cn103539195a的专利提出了一种纳米氧化钇粉体的制备方法，通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定，以及可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用，提高了反应体系离子反应活性，不仅有利于钇离子的析出及结晶，而且能更好地控制晶体粒径大小以及晶粒比表面积，从而利于所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径、较窄的粒径分布以及较大的比表面积。这种方法的工艺虽然较为简单、合成路线也较短也便于控制，然而所制备得到的氧化钇粉体的比表面积普遍较小，所获得的最高bet也仅为25.3m2/g，因此对于氧化钇粉体的比表面积的提升方面不佳，所制备的氧化钇粉体的性能较为一般。

技术实现思路

1、本发明提出了一种大比表面积的氧化钇粉体材料及其制备方法，旨在提出一种工艺简单的氧化钇材料的制备方法，以期能够稳定获得具有大比表面积的纳米氧化钇粉体材料。

2、本发明采用的技术方案是，一种氧化钇材料的制备方法，制备方法包括：将表面活性剂溶液混合于硝酸钇溶液，调节反应体系的ph值在9-12，然后依次经过陈化、洗涤、烘干、煅烧后获得纳米氧化钇粉体材料；其中，所述表面活性剂溶液为三乙烯四胺、无水乙醇、去离子水和十二烷基苯磺酸钠的混合溶液，三乙烯四胺、无水乙醇、去离子水的体积比为1：1：1，十二烷基苯磺酸钠和三乙烯四胺的摩尔比优选为0.5：0.5-0.5：1。

3、进一步地，采用ph调节剂调节反应体系的ph值，所述ph调节剂为氨水或氢氧化钠。

4、进一步地，硝酸钇溶液的浓度在0.25-0.60mol/l。

5、进一步地，所述硝酸钇溶液的浓度不低于0.4mol/l。

6、进一步地，煅烧温度在700-900℃。

7、优选地，煅烧温度不低于800℃。

8、进一步地，烘干温度为80-95℃。

9、进一步地，将表面活性剂溶液缓慢加入硝酸钇溶液，在200rpm条件下混合均匀。

10、一种采用所述氧化钇材料的制备方法获得的氧化钇粉体材料。。

11、与现有技术相比，本发明添加了三乙烯四胺和无水乙醇作为表面活性剂的溶剂，三乙烯四胺在乳化、表面活性剂、光亮、软化等方面也有一定作用，同时无水乙醇有较好的分散性，十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，三种共同作为表面活性剂在溶液中易形成微乳液囊泡等有序排列的聚集体，起到“微反应器”软模版的作用，而且可作为纳米材料的稳定剂，能在纳米晶种初期形成时快速吸附至晶种表面，达到纳米材料团聚的目的，从而增加了其稳定性，结合本发明的制备方法则能够稳定合成蓬松且比表面积大于35m2/g的氧化钇粉体材料，氧化钇的分散性好、粒径分布较为均匀，吸附储存能力增强，且具有较大的孔容积，可以提供更多的孔隙空间，这对于催化反应和化学吸附等表面反应过程非常重要，此方案不引入其他离子，操作简便，产量大，得到的氧化钇纯度高。

技术特征：

1.一种氧化钇材料的制备方法，其特征在于，制备方法包括：将表面活性剂溶液混合于硝酸钇溶液，调节反应体系的ph值在9-12，然后依次经过陈化、洗涤、烘干、煅烧后获得纳米氧化钇粉体材料；其中，所述表面活性剂溶液为三乙烯四胺、无水乙醇、去离子水和十二烷基苯磺酸钠的混合溶液，三乙烯四胺、无水乙醇、去离子水的体积比为1：1：1，所述十二烷基苯磺酸钠和三乙烯四胺的摩尔比为0.5：0.5-0.5：1。

2.根据权利要求1所述的氧化钇材料的制备方法，其特征在于，采用ph调节剂调节反应体系的ph值，所述ph调节剂为氨水或氢氧化钠。

3.根据权利要求1所述的氧化钇材料的制备方法，其特征在于，硝酸钇溶液的浓度在0.25-0.60mol/l。

4.根据权利要求3所述的氧化钇材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸钇溶液的浓度不低于0.4mol/l。

5.根据权利要求1所述的氧化钇材料的制备方法，其特征在于，煅烧温度在700-900℃。

6.根据权利要求5所述的氧化钇材料的制备方法，其特征在于，煅烧温度不低于800℃。

7.根据权利要求1所述的氧化钇材料的制备方法，其特征在于，烘干温度为80-95℃。

8.根据权利要求1所述的氧化钇材料的制备方法，其特征在于，将表面活性剂溶液缓慢加入硝酸钇溶液，在200rpm条件下混合均匀。

9.一种采用如权利要求1至8中任意一项所述氧化钇材料的制备方法获得的氧化钇粉体材料。

技术总结本发明涉及一种大比表面积的氧化钇粉体材料及其制备方法，将表面活性剂溶液混合于硝酸钇溶液，调节反应体系的PH值在9‑12，然后依次经过陈化、洗涤、烘干、煅烧后获得纳米氧化钇粉体材料；其中，所述表面活性剂溶液为三乙烯四胺、无水乙醇、去离子水和十二烷基苯磺酸钠的混合溶液，三乙烯四胺、无水乙醇、去离子水的体积比为1：1：1，十二烷基苯磺酸钠和三乙烯四胺的摩尔比为0.5：0.5‑0.5：1。本发明能够稳定合成蓬松且比表面积大的氧化钇粉体材料，并且此方案不引入其他离子，操作简便，产量大，得到的氧化钇纯度高。技术研发人员：白涛,马广智,范雨薇,杨宇,菅青娥,赵锐,高宇,郭少波,郝丽娜受保护的技术使用者：内蒙古广禾元纳米高科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11