[01124313]一种钆酸锶纳米针的制备方法

本发明涉及一种钆酸锶纳米针及其制备方法,属于纳米材料制备技术领域。 课题来源于自选项目. 基于磁热效应的磁致冷技术较传统的气体压缩制冷方式更节能和环保,是极具有应用前景的新型固体制冷方式。磁热效应主要由不同磁场下的绝热磁熵变（-？SM）来表征。由于Gd3+ 具有大的自旋（S=7/2）,同时无轨道角动量,有潜力获得大的磁热效应。1976年,G.V. Brown用金属Gd获得了从室温到248K的低温,其制冷温跨为47K. Gd基材料SrGd2O4是一种SrRE2O4 （RE=三价稀土离子）型的三元复合物,属于Pnam空间群。在a-b面内, Gd3+离子在六角蜂窝网络中相互连接,沿着C轴,Gd3+离子形成一维Z链。因此,SrY2O4具有奇异的电子输运性及磁热特性,在磁致冷方面拥有良好的应用前景。纳米材料由于具有高的表面积和较多的未补偿电子数,短的电子传输路径,从而获得不同于块体材料的电子输运性和磁热性能。钆酸锶纳米针一端尺寸为微米级,另一端尺寸为纳米级,可以提高电子自旋在外加磁场中转动效率,获得更高更块的制冷能力和容量。然而,到目前为止还没有关于钆酸锶纳米针的报道。因此寻找更简易的方法制备钆酸锶纳米针,是实现工业化有效途径。 技术原理及性能指标：本项目是通过水热法一步合成。首先将水溶性钡盐和钆盐溶解于水,创造Sr2+和Gd3+水溶液系统;然后加入表面活性剂等来控制合成过程中的形核和颗粒尺寸;在反应初期,Sr2+和Gd3+浓度大,易于形成尺寸较大的颗粒,并以此为纳米针生长基础,随着反应的推进,通过控制反应条件,获得SrGd2O4纳米针,其纳米针长度为2-4 μm,纳米针尖端直径为40-60 nm. 技术的创造性与先进性：钆酸锶纳米材料的主要合成方法有：固态反应法、溶胶-凝胶法、共沉淀法和溶剂热法。固态反应法和共沉淀法易于使钆酸锶颗粒粗大,甚至达到微米级;溶胶-凝胶法和溶剂热法易引入杂质,相纯度不高。本项目的技术具有以下创造性与先进性：1)本项目不需要超过200 oC的加热,具有降低能耗和生产成本的优点。2)本项目在制备过程无需模版,条件简单,易于控制,为钆酸锶纳米针的实际应用提供了条件。3)该方法制备的钆酸锶纳米针纯度高、产率大。 技术的成熟度,适用范围和安全性：本项目经过长达一年的探索研究,技术已经成熟,适合工业化大生产,主要适用于应用于磁致冷器件。本项目对于提高钆酸锶纳米针生产效率与产品质量,减少能耗,降低成本具有十分重要作用。在制备过程中,所需温度不超过200oC,反应物质易于回收,整个过程安全可控可靠。 应用情况：所获得的技术成果因为市场信息不顺畅尚未能在行业内进行推广,需要一个信息互动平台,促进技术成果的转化。