阅读说明：本技术 一种六硼化镱纳米棒晶体的制备方法 (Preparation method of ytterbium hexaboride nanorod crystal ) 是由 童东革 李传奇 周瑞 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种六硼化镱纳米棒晶体的制备方法。本发明通过液相等离子体技术和溶剂热法相结合的方法成功地在130摄氏度的温度下制备出了六硼化镱纳米棒晶体。与商用六硼化镱相比,本发明所制备的六硼化镱纳米棒晶体比表面积更大,抑菌效果更强。与丁胺卡那霉素和卡那霉素相比,本发明所制备的六硼化镱纳米棒晶体对白色念珠菌表现出了更强的抗菌活性。其优异的白色念珠菌抑菌性能有望拓展六硼化镱纳米化合物在医疗器械涂料和直接治疗伤口或烧伤等方面的应用。(The invention discloses a preparation method of ytterbium hexaboride nanorod crystals. The invention successfully prepares the ytterbium hexaboride nanorod crystal at the temperature of 130 ℃ by combining a liquid phase plasma technology and a solvothermal method. Compared with commercial ytterbium hexaboride, the ytterbium hexaboride nanorod crystal prepared by the method is larger in specific surface area and stronger in antibacterial effect. Compared with amikacin and kanamycin, the ytterbium hexaboride nanorod crystal prepared by the invention has stronger antibacterial activity on candida albicans. The excellent candida albicans antibacterial performance of the ytterbium hexaboride nano compound is expected to expand the application of the ytterbium hexaboride nano compound in medical appliance coatings and the aspect of directly treating wounds or burns and the like.)

一种六硼化镱纳米棒晶体的制备方法

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及到一种六硼化镱合金纳米晶体的制备方法。

背景技术

由于具有优异的表面导电性质，六硼化镱晶体在许多电子器件工程应用中得到青睐。但是，目前六硼化镱晶体的合成方法，如：机械化学法、高温烧结法、真空煅烧法和燃烧合成法等，不仅耗时，而且耗能，严重限制了其商业化进程。

所以，非常有必要发展一种新型且高效的合成六硼化镱晶体的方法。现阶段，液相等离子体技术和溶剂热合成方法相结合，成为了一种新型的合成金属硼化物纳米晶体的合成方法。如，人们通过液体等离子体技术和溶剂热合成方法相结合成功合成了六硼化铕纳米立方体晶体，发现其具有金黄色葡萄球菌的较强抑菌性能。

发明内容

本发明通过液相等离子体技术和溶剂热合成方法相结合的策略，分别以聚乙二醇为表面活性剂和磷酸钾为晶面诱导剂，首次在130摄氏度温度下通过乙硼烷还原氯化镱合成出六硼化镱纳米棒晶体，平均粒宽和粒长分别为20nm和80nm左右，同时具有较优的抗白色念珠菌活性。

本发明采用如下的技术方案：

(1)将3毫摩尔三氯化镱，适量聚乙二醇和磷酸钾在30毫升离子液体中混合，在氩气保护下搅拌25分钟，以形成溶液，三氯化镱，聚乙二醇与磷酸钾的摩尔比是8-16:1:0.2-0.7；

(2)在氩气保护下把步骤(1)的混合液中转入60毫升反应釜，通入乙硼烷，使乙硼烷与三氯化镱的摩尔比8-14，密闭反应釜；

(3)开启液相等离子体，功率为400-800瓦,对步骤(2)反应釜中的混合溶液在110-150摄氏度进行处理60-90分钟后得到六硼化镱纳米棒晶体粗品；

(4)将产物用去离子水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤三次，干燥备用。

步骤(1)中，聚乙二醇的分子量为6000。

步骤(1)中，优选三氯化镱，聚乙二醇与磷酸钾的摩尔比是12:1:0.4。

步骤(2)中，优选在氩气保护和乙硼烷与三氯化镱的摩尔比是11:1往步骤(1)的混合液中通入乙硼烷，密闭反应釜。

步骤(3)中，优选液相等离子体的功率为600瓦。

步骤(3)中，优选反应温度为130摄氏度。

步骤(3)中，优选反应时间为75分钟。

本发明的积极效果如下：

1)本发明通过采用液相等离子体技术和溶剂热法相结合的方法，首次成功地在130摄氏度温度下合成出六硼化镱纳米棒晶体。

2)商用六硼化镱对比，本发明合成的六硼化镱纳米棒晶体的比表面积更大。

3)与商用六硼化镱对比，本发明合成的六硼化镱纳米棒晶体表现出更强的抗菌活性。

4)与丁胺卡那霉素和卡那霉素相比，本发明合成的六硼化镱纳米棒晶体对白色念珠菌表现出更强的抗菌活性。

附图说明

图1是实施例1制备六硼化镱纳米棒晶体的TEM照片。

图2是实施例1制备六硼化镱纳米棒晶体的高倍TEM照片。

图3是实施例1制备六硼化镱纳米棒晶体的选区电子衍射照片。

图4是实施例1制备六硼化镱纳米棒晶体的X射线衍射图谱。

图5是实施例1制备六硼化镱纳米棒晶体的Yb4d和B1sXPS图谱。

图6是实施例1制备六硼化镱纳米棒晶体的Yb4pXPS谱图。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

(1)将3毫摩尔三氯化镱,0.25毫摩尔聚乙二醇(分子量为6000)和0.1毫摩尔磷酸钾在30毫升离子液体中混合，在氩气保护下搅拌25分钟，以形成溶液；

(2)在氩气保护下把步骤(1)的混合液中转入60毫升反应釜，通入33毫摩尔乙硼烷，密闭反应釜；

(3)开启液相等离子体，功率为600瓦,对步骤(2)反应釜中的混合物在130摄氏度进行等离子体处理，反应75分钟后得到制备的产物；

(4)将产物用去离子水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤三次，干燥备用。

实施例2

(1)将3毫摩尔三氯化镱,0.25毫摩尔聚乙二醇(分子量为6000)和0.1毫摩尔磷酸钾在30毫升离子液体中混合，在氩气保护下搅拌25分钟，以形成溶液；

(2)在氩气保护下把步骤(1)的混合液中转入60毫升反应釜，通入33毫摩尔乙硼烷，密闭反应釜；

(3)开启液相等离子体，功率为600瓦,对步骤(2)反应釜中的混合物在150摄氏度进行等离子体处理，反应75分钟后得到制备的产物；

(4)将产物用去离子水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤三次，干燥备用。

实施例3

(1)将3毫摩尔三氯化镱,0.25毫摩尔聚乙二醇(分子量为6000)和0.1毫摩尔磷酸钾在30毫升离子液体中混合，在氩气保护下搅拌25分钟，以形成溶液；

(2)在氩气保护下把步骤(1)的混合液中转入60毫升反应釜，通入33毫摩尔乙硼烷，密闭反应釜；

(3)开启液相等离子体，功率为600瓦,对步骤(2)反应釜中的混合物在110摄氏度进行等离子体处理，反应75分钟后得到制备的产物；

(4)将产物用去离子水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤三次，干燥备用。

本发明的六硼化镱纳米棒晶体的性能：

采用TEM对实施例1所制备样品进行了表征，图1为样品的TEM图像。从图1可以看出，六硼化镱纳米棒晶体被成功地制备出来，其平均粒宽和粒长分别为20nm和80nm左右。高分辨率TEM图像表明，其晶格间距为0.414nm(图2),证实了所制备六硼化镱纳米棒晶体的生长方向为{100}晶面。

所制备六硼化镱纳米棒的晶体性质可从选区电子衍射照片(图3)的衍射斑点来证实。

ICP-AES分析测试结果表明，所制备的六硼化镱纳米棒晶体与商用六硼化镱的原子组成相同(Yb_14.3B_85.7)。实施例1所制备六硼化镱纳米棒晶体的比表面积为63.7m²g^-1,远大于商用六硼化镱(6.2m²g^-1)。

采用XRD对样品的物相组成进行了分析。从图谱中可以看出，样品的衍射峰位置不仅与XRD标准卡片(JCPDS-25-1343)一样，而且衍射峰具有一定的强度，说明所制备的六硼化镱纳米棒具有较好的结晶性质(图4)。

XPS图谱(图5和图6)的结果表明，在所制备的六硼化镱纳米棒晶体中，镱和硼均以元素状态存在。

对所制备六硼化镱纳米棒晶体的抗菌活性进行了研究(表1)。通过比色法测定抑菌浓度(MICs，μgmL^-1)的方法，来确定样品对金黄色葡萄球菌(S.aureus)，白色念珠菌(C.albicans)，大肠杆菌(E.coli)，鼠伤寒沙门氏菌(S.typhmurium)和铜绿假单胞菌的抗菌活性。作为比较，商用六硼化镱，丁胺卡那霉素和卡那霉素的抗菌活性也列于表中。

表1样品的抗菌活性

本发明采用液相等离子体技术和溶剂热法相结合的方法成功地制备出了六硼化镱纳米棒晶体。与商用六硼化镱相比，六硼化镱纳米棒晶体具有更强的抗菌活性。抗菌活性的增强归因于其具有较大的比表面积。此外，六硼化镱纳米棒晶体对白色念珠菌的抗菌活性比丁胺卡那霉素和卡那霉素强。六硼化镱纳米棒晶体较强的白色念珠菌抑菌功能使其有望在医疗器械涂料和直接治疗伤口或烧伤等领域得到广泛应用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。