Summary
Här visar vi en unik, relativt låg temperatur, smält-salt syntesmetod för att förbereda enhetlig komplex metalloxid lantan hafnate nanopartiklar.
Abstract
Utvecklingen av genomförbara syntesmetoder är avgörande för framgångsrik utforskandet av nya egenskaper och potentiella tillämpningar av nanomaterial. Här introducerar vi smält-salt syntes (MSS) metoden för att göra metalloxid nanomaterial. Fördelar över andra metoder är dess enkelhet, grönskan, tillförlitlighet, skalbarhet och generaliserbarhet. Använda pyroklor hafnium lantanoxid (La2Hf2O7) som en representant, beskriver vi MSS protokollet för framgångsrika syntes av komplexa metalloxid nanopartiklar (NPs). Denna metod har dessutom den unika förmågan att producera NPs med olika materiella funktioner genom att ändra olika syntes parametrar såsom pH, temperatur, längd och efter glödgning. Genom att finjustera dessa parametrar, kan vi syntetisera mycket jämn, ej anhopad och mycket kristallina NPs. Som ett konkret exempel varierar vi partikelstorlek av La2Hf2O7 NPs genom att ändra koncentrationen av ammoniumhydroxide lösningen används i MSS processen, som tillåter oss att ytterligare undersöka effekten av partikelstorlek på olika egenskaper. Det förväntas att metoden MSS kommer att bli en mer populär syntesmetod för nanomaterial och mer allmänt sysselsatt inom nanovetenskap och nanoteknik gemenskapen under de kommande åren.
Introduction
Molten-salt syntes (MSS) innebär användning av ett smält salt som reaktion medium för att förbereda nanomaterial från deras konstituerande prekursorer. Smält salt fungerar som lösningsmedel och underlättar förbättrade reaktionshastigheten genom att öka kontaktytan mellan reaktanterna och deras rörlighet. Valet av smälta salter är av avgörande betydelse för framgången med metoden MSS. Saltet måste uppfylla vissa viktiga kvalitetskrav såsom låg smältpunkt, kompatibilitet med reagerande arter och optimal vattenlöslighet. Smält salt har använts tidigare för att öka graden av solid-state reaktioner; i ett system med flux används dock endast en liten mängd smält salt (till skillnad från i MSS, där en stor mängd läggs till bilda ett lösligt medium för reaktionen och kontrollera egenskaperna för den syntetiserade nanomaterialen, som partikelstorlek, form och kristallinitet etc.). I denna mening är en ändring av metoden pulver metallurgisk och olika från flux metod1,2,3. Anställning av smält salt kan (1) ökning reaktion kinetiska ränta4 samtidigt som man minskar syntesen temperatur5, (2) öka graden av reaktant homogenitet6, (3) kontrollera kristallina storlek och morfologi7och (4) minska nivån av gytter.
Nanomaterial har varit i hög efterfrågan i vetenskaplig forskning och nya industriella tillämpningar på grund av sin överlägsna elektriska, kemiska, magnetiska, optisk, elektroniska och termiska egenskaper. Deras egenskaper är starkt beroende av partikelstorlek, form och kristallinitet. Jämfört med andra syntesmetoder för nanomaterial, har MSS flera uppenbara fördelar; även om det inte ännu så välkänd som andra syntesmetoder i gemenskapens nanovetenskap och nanoteknik. Som beskrivs nedan, är dessa fördelar dess enkelhet, tillförlitlighet, skalbarhet, generaliserbarhet, miljövänlighet, kostnadseffektivitet, relativ låg syntes temperatur och gratis gytter av NPs med ren yta8.
Enkelhet: MSS processen kan enkelt utföras i en enkel laboratorium med grundläggande lättheter. Det behövs ingen avancerad instrumentation. Prekursorer och smälta salter är stabil utan behov av handskfacket hantering.
Tillförlitlighet: När alla inledande syntes parametrar såsom koncentration, pH, bearbetningstid och glödgning temperatur är optimerade, högkvalitativa och rena produkter är säker när du använder metoden MSS. Om alla syntes steg utförs korrekt, kan slutprodukterna uppnå alla grundläggande kriterier som krävs för god kvalitet NPs. En novis till metoden MSS kommer inte att ändra syntes resultatet, så länge alla syntes parametrar följs noggrant och korrekt.
Skalbarhet: MSS metodens förmåga att producera stora mängder storlek och form kontrollerade partiklar är avgörande. Denna kritiska faktor är viktigt eftersom det tillåter för bestämning av industriell användbarhet och effektivitet. Jämfört med andra syntes tekniker, kan MSS enkelt generera en tillräcklig mängd av produkter genom att justera stökiometriska belopp under processen. Detta är ett viktigt inslag i metoden eftersom det möjliggör för bekvämlighet på industriell nivå, vilket gör det till en mer önskad metod på grund av denna skalbarhet9,10.
Generaliserbarhet: Metoden MSS är också ett generaliserbart teknik att producera nanopartiklar med olika kompositioner. Andra än enkla metalloxider och vissa fluorider, inkluderar nanomaterial av komplexa metalloxider som framgångsrikt har syntetiserats av metoden MSS perovskiter (ABO3)10,11,12, 13,14, spinell (AB2O4)15,16, pyroklor (en2B2O7)4,17,18, 19och Ortorombiska strukturer (en2B4O9)2,3,20. Mer specifikt inkluderar dessa nanomaterial ferriter, titanates, niobates, mullit, aluminium Borat, wollastonit och kolsyrade apatit7,9,21. Metoden MSS har också använts för att producera nanomaterial av olika morfologier som nanospheres4, keramik pulver organ22, nanoflakes23, nanoplates7, nanorör24och core-shell nanopartiklar (NPs)25, beroende på syntes förhållanden och kristallen strukturerar av produkterna.
Miljövänlighet: flera traditionella metoder för att göra nanomaterial som innebär användning av stora mängder organiska lösningsmedel och giftiga ämnen som genererar miljöfrågor. Partiell eller total eliminering av användningen av dem och avfall av hållbara processer är efterfrågad av grön kemi numera8. Den MSS-metoden är en miljövänlig metod att syntetisera nanomaterial genom att anställa giftfritt kemiska och förnybara material och minimera avfall, biprodukter och energi.
Relativ låg syntes temperatur: bearbetning temperatur metoden MSS är relativt låg jämfört med som krävs i en konventionell solid-state reaktion26 eller en sol-gel förbränning reaktion27. Denna lägre temperatur sparar energi samtidigt som det producerar högkvalitativa NPs.
Kostnadseffektivitet: The MSS metod inte kräver någon hård eller kostsamma reaktanterna eller lösningsmedel eller någon specialiserad instrumentering. Vatten är den viktigaste lösningsmedel som används för att tvätta bort de begagnade smälta salter, som också är billigt. Dessutom innehåller experiment behövs endast enkla glas och en ugn utan specialiserade instrumentering, medan nanomaterial med komplex sammansättning och refraktära natur kan produceras.
Gytter gratis med ren yta: under the MSS process, de bildade nanopartiklarna är väl spridda i det smälta salt mediet på grund av dess stora mängd, tillsammans med dess höga jonisk styrka och viskositet1,6, 8. till skillnad från kolloidalt syntesen och de flesta hydrotermiska/solvothermal processer, ingen skyddande ytskiktet är nödvändigt att förhindra kontinuerlig tillväxt och gytter av de bildade NPs.
Exemplarisk syntes av komplexa metalloxid NPs av metoden MSS: The MSS metod som en universell och kostnadseffektiva tillvägagångssätt att rationellt och storskaliga syntetisera nanomaterial för ett tillräckligt brett spektrum av material kan välkomnas starkt av forskare arbetar inom nanovetenskap och nanoteknik. Här, lantan hafnate (La2Hf2O7) valdes på grund av dess multifunktionella tillämpningar på områdena för X-ray imaging, hög k-dielektrik, luminiscens, Termografiskt fosfor, termisk barriär beläggning, och nukleära avfall värd. La2Hf2O7 är också en bra värd för dopade scintillatorer på grund av dess höga densitet, stora effektiva atomnummer och möjligheten att dess kristallstruktur för vara konstruerad tillsammans med en ordning-oordning fasövergång. Det tillhör A2B2O7 familjen av föreningar, där ”A” är en sällsynta – jordens element med en + 3 oxidationstillståndet och ”B” representerar en övergång metalliskt grundämne med en + 4 oxidationstillståndet. Men, på grund av den eldfasta natur och komplexa kemiska sammansättning, det har varit brist på riktig låg temperatur och storskaliga syntesmetoder för La2Hf2O7 NPs.
För grundläggande vetenskaplig undersökning och avancerade tekniska tillämpningar är det en förutsättning att göra monodisperse, högkvalitativ och enhetlig en2B2O7 NPs. Här använder vi syntesen av mycket kristallina La2Hf2O7 NPs som exempel för att demonstrera fördelarna med metoden MSS. Som schematiskt visas i figur 1, La2Hf2O7 NPs utarbetades av MSS metoden med en tvåstegsprocess som efter våra tidigare rapporter. Första, en enda källa komplexa föregångare av La(OH)3· HfO(OH)2· n H2O var beredd via en coprecipitation. I det andra steget, storlek-kontrollerbara La2Hf2O7 NPs var syntetiseras genom lättköpt MSS processen med enda källa komplexa föregångare och nitrat blandningen (NaNO3: KNO3 = 1:1, molar förhållandet) på 650 ° C för 6 h.
Figur 1 : Schematisk bild av syntesen steg för La 2 HF 2 O 7 NPs via metoden MSS. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. beredning av Single-Source komplexa föregångare via en Coprecipitation
- Beredning av lantan och hafnium föregångare lösning
- Mät upp 200 mL destillerat vatten i en 500 mL-bägare och börja omrörning vid 300 rpm.
- Lös upp lantan och hafnium prekursorer i omrörning vattnet [dvs 2.165 g lantannitrathexahydrat (La (nr3)3•6H2O) och 2.0476 g hafnium diklorid oxid octahydrate (HfOCl2•8H2O)].
- Låt lösningen dåoch 30 minuter innan du påbörjar titreringen.
- Beredning av utspädda ammoniaklösningen
- Förbereda 200 mL utspädd ammoniaklösning med olika koncentrationer, inklusive 0,75%, 1,5%, 3,0%, 6,0% och 7,5%. Till exempel Tillsätt 20 mL koncentrerad ammoniak (NH4OH (aq), 28-30%) till 180 mL destillerat vatten i en separat glasbägare att göra 3,0% utspädd ammoniaklösning.
- Titrering och tvättning enda källa komplexa föregångaren
- Tillsätt den utspädda ammoniaklösningen som förberett i det föregående steget in i en byrett och säkerställa att byretten täcks hela tiden, sedan ammoniaklösning tenderar att avdunsta vilket minskar dess koncentration.
- Tillsätt den utspädda ammoniaklösningen i byretten i omrörning lösningen lantanoxid nitrat och hafnium diklorid droppvis.
- Justera släppa hastigheten av ammoniaklösningen så att det kommer att läggas under en period av 2 h.
- När flera mL ammoniaklösning har levererats, se till att lösningen blir grumlig. Detta är ett enkelt logga som fällningen av enda källa komplexa precursoren av La(OH)3· HfO(OH)2· n H2O bildas.
- Efter 2 h, avlägsna omrörning baren och låt fällningen till ålder över natten.
- Kontrollera pH-värdet i den coprecipitated lösningen innan tvätt. Tvätta fällningen med destillerat vatten tills supernatanten når ett neutralt pH, som normalt tar 5-8 tvättar.
- Dammsugarfilter och torkning av föregångare
- Vakuum filtrera coprecipitated lösningen med ett filterpapper med en grov porositet (40-60 µm, se Tabell för material) för att separera fast fällningen från supernatanten.
- Se till att alla komplexa föregångare rester tvättas från väggarna i bägaren.
- Med luftbläster resulterande enda källa komplexa föregångaren La(OH)3· HfO(OH)2· n H2O i rumstemperatur över natten.
2. smält-Salt syntes av lantan Hafnate NPs
- Beredning av salt och föregångare blandning
- Mäta 30 mmol (3.033 g) av kaliumnitrat (KNO3) och 30 mmol (2.549 g) av natriumnitrat (NaNO3).
- Kombinera de uppmätta salterna med 0,35 g som förberedda enda källa komplexa föregångaren La(OH)3· HfO(OH)2· n H2O.
- Om nödvändigt, tillsätt 1-5 mL aceton eller etanol till blandningen för att underlätta slipningen. Säkerställa att all vätska förångas innan placera blandningen i en degel.
- Mal blandade salter och föregångaren så fina som möjligt i ca 30 min med en mortel och stöt.
- Molten-salt behandling
- Placera den resulterande blandningen i en degel av korund, sedan placera den i en muffelugn.
- Ställ in ugnen på 650 ° C för 6 h med en ramp på 10 ° C/min.
- Efter provet och ugnen har svalnat till rumstemperatur, ta ut degeln och Blötlägg provet i en bägare fylld med destillerat vatten över natten.
- Tvätt och torkning de La2Hf2O7 NPs
- Töm provet från degeln i en 1-litersbägare.
- Tvätta provet med destillerat vatten 5 - 8 gånger tills supernatanten är klar av salter och inte grumlig längre.
- Rena produkten genom centrifugering eller dammsugarfilter ta bort eventuella kvarvarande föroreningar.
- Torka produkten i ugnen på 90 ° C över natten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den som-synthesized La2Hf2O7 NPs kan finnas i den beställda pyroklor fasen. Dock kunde kemiska dopning, tryck och temperatur ändra fasen fel fluorit. Det är möjligt för vårt material att ha flera faser; men fokuserar här vi bara på fasen pyroklor för enkelhet. Röntgendiffraktion (XRD) och Ramanspektroskopi har använts systematiskt karaktäriserar deras fas renhet, struktur och fas. Den kristallina storleken kan beräknas med Debye-Scherrers formel. Däremot, Ramanspektroskopi används som en sekundär strukturell karaktärisering teknik på grund av det höga känslighet för M-O vibrations lägen28. Det identifierar den exakta kristallografiska fasen av La2Hf2O7 NPs29.
MSS jämfört med andra syntetiska tekniker såsom solid-state reaktioner, och har en hög reaktion konstant, vilket innebär att reaktionen är mer benägna att gå i riktning framåt30. Produktionen av pyroklor La2Hf2O7 uppnås genom att öka gränsskiktspänning kontaktyta och rörlighet av reaktant arten inuti smält salt systemet. Figur 2 illustrerar de XRD mönster av de syntetiserade La2Hf2O7 NPs som metoden MSS från enda källa komplexa prekursorer använder olika koncentrationer av ammoniaklösning. XRD resultat visar bildandet av ren La2Hf2O7 med hög kristallinitet. Peak position och Mjölnareindex kan indexeras utifrån den gemensamma kommittén på pulver diffraktion Standard (JCPDS) mönster #78-1292. Inga synliga föroreningar faser såsom La2O3, Eu2O3eller HfO2 upptäcktes. Det finns ingen förändring i XRD mönster som en funktion av begagnade ammoniakkoncentrationen förutom ökningen av partikelstorlek. Tabell 1 visar motsvarande beräknade crystal parametern och partikel storlek av La2Hf2O7 NPs.
Figur 2 : Röntgendiffraktion mönster av La 2 HF 2 O 7 NPs beredd genom justering av används ammoniak lösning koncentrationen sedan indexeras utifrån mönstret defekt fluorit. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Koncentrationen av NH4OH(aq) används | XRD data av syntetiserade La2Hf2O7 NPs | |||
| 2Θ (°) | FWHM (Β) | Lattice parametrar (Å) | Partikelstorlek (nm) | |
| [0,75%] | 28,57 | 0,4 | 10,81 | 19.00 |
| [1,5%] | 28.64 | 0,39 | 10,79 | 20.00 |
| [3.0%] | 28,67 | 0,37 | 10,78 | 21.00 |
| [6,0%] | 28,69 | 0,31 | 10,77 | 26,00 |
| [7,5%] | 28.74 | 0,27 | 10,75 | 29.00 |
Tabell 1 : Crystallographic parametern och partikel storlek av La 2 HF 2 O 7 NPs beredd genom justering av koncentrationen för lösning av används ammoniak som visar en kontinuerlig partikel storlek tillväxt. FWHM = full bredd på halv-maximum.
Det finns två vanliga faser A2B2O7 föreningar: den oordnade fluorit och beställda pyroklor fas. Den störda fluorit fasen finns i gruppen Fm3̅m utrymme, vari alla katjoniska jonerna (3 + och B4 +) fördelas slumpmässigt, vilket möjliggör ett aktivt läge. Däremot, finns beställda pyroklor fas i Fd3̅m utrymmegruppen. Därför den uppvisar nära strukturell likhet med fluorit fas förutom att det finns två katjoniska platser, tre anjon platser [48f (Ojag), 8a (OII), och 8b (OIII)], och 1/8th av syrejoner (OIII) på 8b webbplats frånvarande pyroklor struktur möjliggör 6 aktiva lägen19,28,29. Baserat på gruppteori, har defekt fluorit strukturen en vibrerande läget på grund av T2g, medan en pyroklor fas har sex vibrations lägen i intervallet 200-1000 cm-1. Denna information är viktig för rätt fas identifiering av La2Hf2O7 NPs (figur 3). I det här fallet den beredda La2Hf2O7 NPs är i ren pyroklor form.
Figur 3 : Raman spectra av La 2 HF 2 O 7 NPs beredd genom justering av koncentrationen, används ammoniak lösning, med sex aktiva lägen som hänför sig till fasen pyroklor. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Diagrammet i figur 4 ger flera pålitliga kontrollerande faktorer av MSS metod och konton för alternativa vägar att finjustera funktioner i synthesized nanomaterial. Dessutom hjälper det till att identifiera kritiska steg i processen MSS.
Figur 4 : Flödesschema över de kritiska steg av MSS som anger de bestämmande faktorerna av syntetiska förfarandet för NPs med potentiella vägar att finjustera sina egenskaper. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Första är identitet av prekursorer kritisk, särskilt för syntes av komplexa metalloxid NPs. Vid framställning av en2B2O7 NPs, är det viktigt att först skapa en enda källa komplexa föregångare som innehåller de viktigaste delarna som utgör den slutliga produkten [dvs. A och B, på atomär nivå med formeln i A(OH)3 ·BO(OH)2· n H2O]. I detta experiment, kunde partikelstorlek av de slutliga La2Hf2O7 NPs kontrolleras under detta steg genom justering av koncentrationen av titrant ammoniaklösning, där en högre lösning ammoniakkoncentrationen genereras större La 2 HF2O7 NPs. Andra studier har också utförts för att göra en2B2O7 NPs använder olika prekursorer, till exempel kommersiellt tillgängliga nitrater eller oxider som innehåller de viktigaste delarna av en2B2O7; ingen har dock arbetat4. Fördelarna med detta amorfa enda källa komplexa föregångare är att komponera elementen i en2B2O7 blandas på atomär nivå och är homogent fördelade i samma ordning som slutliga en2B2 O7 produkt, minska det utrymme eller intervall som reaktanterna behöver transporteras.
Andra har val av korrekt smält salt stor betydelse att få nanomaterial med önskvärt morfologi och egenskaper. Smältpunkten för den valda saltet bör vara lämpliga för syntes av den nödvändiga fasen av nanomaterial. Bildandet av nanomaterial styrs ytterst av smältningen pekar av salter som används som smält lösningsmedel, till exempel alkali klorid, sulfat, karbonat eller aluminiumhydroxid1,6,31,32. Det har rapporterats att användning av olika smälta salter kan ändra bildandet temperaturen, därmed förändra den partikel storlek och morfologi18.
Dessutom tenderar den ramp som att påverka syntesen av NPS-servern. En snabba rampen kurs tenderar att generera agglomererad NPs33, vilket påverkar deras egenskaper. När det gäller självlysande och scintillation material, hög anhopning är inte önskvärt, eftersom det kan scatter upphetsad och utsänt ljus17,19. En långsam ramp är således lämpligare och tillåter tillräckligt med tid att nå den faktiska temperaturen inuti degeln. En långsammare kylning process tillåter vanligtvis för NPs med en sfärisk form att bilda34.
Ett annat viktigt kriterium för valet av salt är att det bör ha tillräcklig vattenlöslighet. Med enkel tvättning av vatten tvättas att använda smält salt enkelt bort efter MSS.
Slutligen, tillägg av en flyktig vätska såsom aceton och etanol under blandning av saltar används och enda källa komplexa föregångare hjälper förenkla slipprocessen men är inte nödvändigt. Tillägg av en vätska är bra att göra en homogen blandning i en kortare tid och kräver mindre ansträngning, vilket är viktigt i genererar ren produkter. Den tillagda flyktig vätskan påverkar inte egenskaperna hos de resulterande NPs eftersom det avdunstar helt i slutet av slipprocessen. På grund av dess höga volatilitet, kan tillsatta mängden variera allt från 1 till 5 mL.
MSS metoden är ett okomplicerat och enkelt sätt att syntetisera NPs vid varje universitet och industriella läge. Ändringar i protokollet kan dock göras. Till exempel om det inte finns ett vakuum filtersystem, kan enda källa komplexa föregångaren erhålls från coprecipitation steg vara centrifugeras. Olika eutectic salt blandningar kan användas till ingenjör NPs med önskade egenskaper.
Även om metoden MSS är generellt lätt att vara anställd, inkluderar begränsningar (1) möjligheten att produkten bildandet att begränsas av olika reaktanterna i reaktion1kontaktyta. Dessutom (2) inte varje nanostrukturerade produkt kan vara bildat inom valda smälta salter. Dessa fall är sällsynta men kan verkligen hända35. Det är önskvärt att de valda salterna agerar bara som rena lösningsmedel och inte reagerar med reaktanterna eller produkter. Dessutom vanliga misstag som kan äventyra kvaliteten på de slutliga nanopartiklar produkterna omfattar följande: (1) först om byretten inte omfattas under titrering, kan detta ändra koncentrationen av ammoniumhydroxid och så småningom förändra den storleken på erhållna nanopartiklar. Ett annat vanligt misstag är (2) inte ger coprecipitation en period av två timmar till formuläret. Lägga till ammoniak titrant alltför snabbt påverkar coprecipitation kinetik, som kan göra inhomogena komplexa föregångare. Den tredje fallgropen är (3) inte slipning av salt(s) och prekursor så fina som möjligt, vilket genererar orena produkter eller inhomogena partiklar.
MSS metoden är enkel, effektiv, snabb, låg temperatur och kostnadseffektiva som bevisas med tidigare rapporterade resultat, jämfört med konventionella solid-state och sol-gel/förbränning syntes metoder27. Det är också skalbara, tillförlitliga och generaliserbara i fråga om att göra gytter-fri NPs utan ett skyddande ytskikt, till skillnad från kolloidal och hydrotermiska/solvothermal syntesmetoder.
Tillämpningen av metoden MSS har stor spridning under de senaste årtiondena, från ferroelektrisk och ferromagnetiska material till material för Li-ion batterier36, halvledare17,37, fosfor17, 19och electro-katalysatorer38,39, främst för nanosized material, särskilt de med komplexa kompositioner. Sammanfattningsvis, ger MSS metoden en lämplig väg för syntes av enkla och komplexa metalloxid NPs. Det förväntas att metoden MSS kommer att bli en ännu mer populär syntesmetod för nanomaterial och mer allmänt sysselsatt inom nanovetenskap och nanoteknik gemenskapen under de kommande åren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Det finns inga konflikter att deklarera.
Acknowledgments
Författarna vill tacka det finansiella stöd som tillhandahålls av National Science Foundation under CHE (award #1710160) och USDA nationella institutet för livsmedel och jordbruk (award nr 2015-38422-24059). Institutionen för kemi vid University of Texas Rio Grande dalen är tacksam för det generösa stöd som tillhandahålls av en avdelnings bidrag från Stiftelsen Robert A. Welch (Grant nr. BX-0048). S.K.G. vill tacka den USA-Indien Education Foundation (USIEF) och Institutet för internationell utbildning (IIE) för hans Fulbright Nehru postdoktorsstipendium (award nr 2268/FNPDR/2017).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acetone, ACS, 99.5+% | Alfa Aesar | 67-64-1 | Dried over 4A sieves |
| Hafnium dichloride oxide octahydrate, 98+% (metals basis excluding Zr), Zr <1.5% | Alfa Aesar | 14456-34-9 | Hygroscopic |
| Lanthanum(III) nitrate hexahydrate | Aldrich | 10277-43-7 | Hygroscopic |
| Potassium nitrate, ReagentPlus R, ≥99.0% | Sigma-Aldrich | 7757-79-1 | Hygroscopic |
| Sodium nitrate, ReagentPlus R, ≥99.0% | Sigma-Aldrich | 7631-99-4 | |
| Ammonium hydroxide, 28% NH3, NH4OH | Alfa Aesar | 1336-21-6 | |
| Filter paper, P8 grade | Fisherbrand |
References
- Kimura, T. Molten salt synthesis of ceramic powders. Advances in Ceramics. , InTech. Chapter 4 75-100 (2011).
- Mao, Y., Park, T. J., Wong, S. S. Synthesis of classes of ternary metal oxide nanostructures. Chemical Communications. 0 (46), 5721-5735 (2005).
- Mao, Y., Zhou, H., Wong, S. S. Perovskite-phase metal oxide nanostructures: Synthesis, properties, and applications. Material Matters. 5, 50-53 (2010).
- Mao, Y., Guo, X., Huang, J. Y., Wang, K. L., Chang, J. P. Luminescent nanocrystals with A2B2O7 composition synthesized by a kinetically modified molten salt Method. The Journal of Physical Chemistry C. 113 (4), 1204-1208 (2009).
- Yu, Y., Wang, S., Li, W., Chen, Z. Low temperature synthesis of LaB6 nanoparticles by a molten salt route. Powder Technology. 323, 203-207 (2018).
- Liu, X., Fechler, N., Antonietti, M. Salt melt synthesis of ceramics, semiconductors and carbon nanostructures. Chemical Society Reviews. 42 (21), 8237-8265 (2013).
- Chang, Y., Wu, J., Zhang, M., Kupp, E., Messing, C. L. Molten salt synthesis of morphology controlled alpha-alumina platelets. Ceramics International. 43 (15), 12684-12688 (2017).
- Mao, Y., Park, T. J., Zhang, F., Zhou, H., Wong, S. S. Environmentally friendly methodologies for nanostructure synthesis. Small. 3 (7), 1122-1139 (2007).
- Liu, J. R., Hong, R. Y., Feng, W. G., Badami, D., Wang, Y. Q. Large scale production of strontium ferrite by molten salt assited coprecipitation. Powder Technology. 262, 142-149 (2014).
- Yuanbing, M., Banerjee, S., Wong, S. S. Large-scale synthesis of single-crystalline perovskite nanostructures. Journal of the American Chemical Society. 125 (51), 15718-15719 (2003).
- Mao, Y. Facile synthesis of ferromagnetic double perovskite oxide La2BMnO6 nanoparticles. RSC Advances. 2 (33), 12675-12678 (2012).
- Hailili, R., Wang, C., Lichtfouse, E. Perovskite nanostructures assembled in molten salt based on halogen anions KX (X = F, Cl and Br): Regulated morphology and defect-mediated photocatalytic activity. Applied Catalysis B: Enviromental. 232, 531-543 (2018).
- Yuanbing Mao, J. P., McCloy, J. S. Magnetic properties of double perovskite oxide La2BMnO6 nanocrystals. Nanoscale. 5 (11), 4720-4728 (2013).
- Mao, Y., Wong, S. S. Reproducible composition and shape control of crystalline Ca1-xSrxTiO3 perovskite nanoparticles. Advanced Materials. 17 (18), 2194-2199 (2005).
- Rojas-Hernandez, R. E., et al. Original synthetic route to obtain a SrAl2O4 phosphor by the molten salt method: insights into the reaction mechanism and enhancement of the persistent luminescence. Inorganic Chemistry. 54 (20), 9896-9907 (2015).
- Reddy, M. V., Xu, Y., Rajarajan, V., Ouyang, T., Chowdari, B. V. R. Template free facile molten synthesis and energy storage studies on MCo2O4 (M = Mg, Mn) as anode for Li-ion batteries. ACS Sustainable Chemistry and Engineering. 3 (12), 3035-3042 (2015).
- Zuniga, J. P., Gupta, S. K., Pokhrel, M., Mao, Y. Exploring optical properties of La2Hf2O7:Pr3+ nanoparticles under UV and X-ray excitations for potential lighting and scintillating applications. New Journal of Chemistry. 42 (12), 9381-9392 (2018).
- Pokhrel, M., Wahid, K., Mao, Y. Systematic studies on RE2Hf2O7:5%Eu3+ (RE = Y, La, Pr, Gd, Er, and Lu) nanoparticles: Effects of the A-Site RE3+ cation and calcination on structure and photoluminescence. The Journal of Physical Chemistry C. 120 (27), 14828-14839 (2016).
- Wahid, K., Pokhrel, M., Mao, Y. Structural, photoluminescence and radioluminescence properties of Eu3+ doped La2Hf2O7 nanoparticles. Journal of Solid State Chemistry. 245, 89-97 (2017).
- Park, T. J., Papaefthymiou, G. C., Moodenbaugh, A. R., Mao, Y., Wong, S. S. Synthesis and characterization of submicron single-crystalline Bi2Fe4O9 cubes. Journal of Materials Chemistry. 15 (21), 2099-2105 (2005).
- Gilbert, M. R. Molten salt synthesis of titanate pyrochlore waste-forms. Ceramics International. 42 (4), 5263-5270 (2016).
- Huang, Z., et al. Molten salt synthesis of La2Zr2O7 ultrafine powders. Ceramics International. 42 (5), 6221-6227 (2016).
- Huang, Z., Duan, H., Liu, J., Zhang, H. Preparation of lanthanum cerate powders via a simple molten salt route. Ceramics International. 42 (8), 10482-10486 (2016).
- Wang, G., et al. Fabrication of rod-like Ti4O7 with high conductivity by molten salt synthesis. Materials Letters. 186, 361-363 (2017).
- Pokhrel, M., Burger, A., Groza, M., Mao, Y. Enhance the photoluminescence and radioluminescence of La2Zr2O7:Eu3+ core nanoparticles by coating with a thin Y2O3 shell. Optical Materials. 68, 35-41 (2017).
- Ramesh, G., Subramanian, V., Sivasubramanian, V. Dielectric properties of lead indium niobate ceramics synthesized by conventional solid state reaction method. Materials Research Bulletin. 45 (12), 1871-1874 (2010).
- Gupta, S. K., et al. Role of various defects in the photoluminescence characteristics of nanocrystalline Nd2Zr2O7: An introspection through spectroscopic and DFT calculations. Journal of Materials Chemistry C. 4 (22), 4988-5000 (2016).
- Wang, X., Zhu, Y., Zhang, W. Preparation of lanthanum zirconate nano-powders by molten salt method. Journal of Non-Crystalline Solids. 356 (20-22), 1049-1051 (2010).
- Popov, V. V., et al. Fluorite-pyrochlore phase transition in nanostructured Ln2Hf2O7 (Ln = La-Lu). Journal of Alloys and Compounds. 689, 669-679 (2016).
- Rybarczyk, M. K., Gontarek, E., Lieder, M., Titirici, M. M. Salt melt synthesis of curved nitrogen-doped carbon nanostructures: ORR kinetics boost. Applied Surface Science. 435, 543-551 (2018).
- Ozen, M., Mertens, M., Snikers, F., D'Hondt, H., Cool, P. Molten-salt synthesis of tetragonal micron-sized barium titanate from a peroxo-hydroxide precursor. Advanced Powder Technology. 28 (1), 146-154 (2017).
- Fazli, R., Fazli, M., Safaei-Naeini, Y., Golestani-Fard, F. The effects of processing parameters on formation of nano-spinel (MgAl2O4) from LiCl molten salt. Ceramics International. 39 (6), 6265-6270 (2013).
- Bortolani, F., Dorey, R. A. Molten salt synthesis of PZT powder for direct write inks. Journal of the European Ceramic Society. 30 (10), 2073-2079 (2010).
- Zhou, H., Mao, Y., Wong, S. S. Probing structure-parameter correlations in the molten synthesis of BaZrO3 perovskite submicron-sized particles. Chemistry of Materials. 19 (22), 5238-5249 (2007).
- Kimura, T., Machida, M., Yamaguchi, T., Newnham, R. E. Products of reaction between PbO and Nb2O5 in molten KCl or NaCl. Journal of the American Ceramic Society. 66 (10), 195-197 (1983).
- Liu, S., et al. A novel rechargeable zinc-air battery with molten salt electrolyte. Journal of Power Sources. 342, 435-441 (2017).
- Huang, Z., Li, B., Liu, J. Molten-salt synthesis of oxyapatite La9.33Si6O26 powders as electrolytes for intermediate temperature solid oxide fuel cells. Physica status solidi A - Applicationand Materials Science. 207 (10), 2247-2251 (2010).
- Ahmed, J., Mao, Y. Synthesis, characterization and electrocatalytic properties of delafossite CuGaO2. Journal of Solid State Chemistry. 242 (1), 77-85 (2016).
- Ahmed, J., Mao, Y. Ultrafine iridium oxide nanorods synthesized by molten salt method toward electrocatalytic oxygen and hydrogen evolution reactions. Electrochimica Acta. 212, 686-693 (2016).
