纳米稀土氧化物的模板法合成与表征(4)

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纳米材料具有以下性能：

1）力学性能

构造原料会研究一些高温高强原料，纳米构造原料的强度与纳米的粒径成负相关。纳米原料的一些力学性能受细化粒径和高密度界面的作用而发生一定变化。纳米材料的位错密度非常低，位错环直径大于纳米尺寸，平均间距大于晶粒尺寸，这种现象就是纳米晶强化效应[13]。

2）光学性能

光波的波长大于纳米粒子材料的粒径，入射光和纳米粒子产生相互作用。金属黑色是一些黑色金属颗粒在适当的光沉积。金属光泽的表面和真空涂层可以形成强烈的对比度。半导体微粒具有量子尺寸效应，使它的吸收光谱发生蓝移，可以应用在红外线感测器的材料上[14]。

3）电学性能

原子体积分数变大的纳米材料的电阻比同类材料的电阻要大，有的纳米材料会出现尺寸诱导，会向绝缘体转变，并且材料的电阻缩小很显著。电性能也可以被改变，和纳米材料中的电子的量子效应的约束。在纳米颗粒或短颗粒内，粒子内的电子运动受到一定限制，电子动能就会被量子化。结果证明，金属颗粒的两端加上适当电压，金属颗粒就会导电；相反金属颗粒就不会导电。结构决定纳米材料的电学性能[15]。

4）磁学性能

纳米级的晶粒尺寸会相互作用，并对材料的磁性有非常大的作用。尺寸超细的纳米颗粒，有单畴颗粒，晶粒的磁各向异性与磁相互作用决定结构[16]。

1.2 纳米材料的制备方法概述

纳米材料制备的方法有气相法和固相法等，本文主要采用液相法中的沉淀法和水热法来进行制备纳米稀土氧化镧。这种方法已经被大家广泛应用，其特点是易控制成核，组成均匀，并可制备高纯度的纳米稀土氧化镧。液相法主要包括沉淀法[17]、水热法[18]、溶剂热法[19]等。

1.2.1 模板辅助沉淀法

在含有金属离子的溶液中，加入沉淀剂，并在一定温度下反应，形成氢氧化物或碳酸化合物，然后经过抽滤、干燥、煅烧等过程得到纳米稀土氧化物方法为沉淀法。添加沉淀剂，有时会导致局部浓度过高，导致结块现象。

采用沉淀法制备纳米粒子时，要注意溶液的pH值、浓度、滴定速度、沉淀物的抽滤、干燥、煅烧、等会影响粒子的尺寸大小。

1.2.2 模板辅助水热法

水热法是在加速离子之间反应和促进水解作用，使反应速度变快。水热法制备的产物具有非常好的结晶形态，使纳米材料保持相应的稳定，另外通过实验条件控制纳米粒子的形状。也可以通过对反应时间、反应压力、反应溶液成分、反应时pH 值的调节和原料的选择，进行控制反应和粒子特性。但是水热法也有局限，只适用于对氧化物制备和处理，而对容易水解的化合物不适用。

1.2.3 溶剂热法

水被有机溶剂替代，与水热法制备纳米氧化物相似，也可以用非水溶剂代替水，能够生成介稳态结构的材料[20]。非水溶剂在矿化剂中起到了作用，但在介质中起到了作用。溶剂热法在合成纳米稀土氧化物方面起到重要作用。

1.2.4 溶胶-凝胶法

此方法在低温条件下合成无机原料，并占有首要位置。该方法已被应用于玻璃等方面的制备，并已广泛用于纳米颗粒的制备。溶胶-凝胶法是起初将材料均匀扩散在溶剂中，经水解生成活性的单体，继而就是活性的单体发生聚合反应，合成溶胶，进而生成凝胶，而后在通过干燥等制备纳米粒子。溶胶-凝胶法是全面的，但一般分为以下三种类型：传统凝胶型、无机高分子型和复合型[21]。溶胶-凝胶法生成的化合物具有均匀性好、颗粒细小等优点，但也有缺点，如材料价格贵、有些材料有污染、材料不易烧、反应时间长、干燥会发生变化等。