优化水热条件以实现La(OH)3和La2O3纳米线的可控生长

《ChemistrySelect》：Optimizing Hydrothermal Conditions for the Controlled Growth of La(OH)3 and La2O3 Nanowires

La(OH)3纳米线通过水热法合成并经煅烧转化为La2O3，系统研究了水热温度、时间及四种碱性来源（NH3、Na2CO3、NaOH、KOH）对纳米线形貌和结晶度的影响。XRD、FE-SEM、TGA和BET表征显示：高温长时水热处理使纳米线直径细化至40 nm，长度达3 μm，结晶粒度增大（11.6→18.9 nm），比表面积降低（35.4→17.2 m2/g）。氨水体系比表面积最高（25.8 m2/g），碳酸钠体系最低（10.3 m2/g）。研究揭示了调控水热条件与碱性来源对纳米线结构-性能关系的关键作用。

　　

图形摘要

氢氧化镧（La(OH)₃）纳米线通过水热法合成，并通过煅烧转化为La₂O₃。示意图展示了这一过程。利用XRD、FTIR、FE-SEM和TGA进行的表征证实了纳米线的形成、结构转变和相变，为基于镧的纳米材料在功能应用中的优化提供了见解。

摘要

利用水热技术成功合成了氢氧化镧和氧化镧纳米线。本研究系统地探讨了水热老化温度、时间以及不同碱性物质（NH₃、Na₂CO₃、NaOH、KOH）对La(OH)₃和La₂O₃纳米线形态和结晶度的影响。据我们所知，这是首次在受控水热环境中比较这四种碱性物质影响的实验。制备的样品通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、热重分析（TGA）和N₂吸附-脱附（BET）测量进行了表征。结果表明，随着水热温度和时间的增加，La(OH)₃纳米线变得更细更长，直径可小至40纳米，长度可达3微米。平均晶粒尺寸随温度升高和老化时间延长而从11.6纳米增加到18.9纳米，而BET比表面积则从35.4平方米/克减少到17.2平方米/克。以氨为原料的合成方法获得了最高的比表面积（25.8平方米/克）和总孔体积（0.083立方厘米/克），而碳酸钠则产生了最低的值（10.3平方米/克，0.035立方厘米/克）。这些发现强调了优化水热条件和选择合适碱性物质以获得所需纳米线形态和性能的重要性。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。