制備大比表面積球形氧化鈰的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種大比表面積球形氧化鈰的制備方法，屬于一種材料制備工藝。
【背景技術】
[0002]氧化鈰由于其優異的物理化學性質，已在發光材料、拋光材料、紫外吸收劑、汽車尾氣催化劑、玻璃脫色劑、耐輻射玻璃及電子陶瓷等領域得到廣泛應用。隨著相關產業的發展，各個領域對氧化鈰的物理性能如形貌、比表面積、粒度、流動性、硬度、松裝密度等及提出了更高的要求，大比表面積球形氧化鈰在催化、拋光及陶瓷工業中倍受青睞。目前，對納米級球形氧化鈰研究較多，專利CN101792171B、CN1371867A提供了溶膠法制備納米球形氧化鈰的方法，反應溫度較高，需要超聲處理操作，條件苛刻且產物收率低，不適于工業化生產；專利CN101117233提供了一種制備介孔球形氧化鈰的制備方法，反應溫度過高且反應時間過長，難以進行工業化生產；文獻(辜子英等.單分散球形超細氧化鈰的機械化學反應制備法.中國有色金屬學報，2003，13 (3) =783-787)采用球磨法制備了單分散的球形氧化鈰顆粒，但對原料和操作條件要求苛刻，且球磨法具有產品純度低，顆粒分布不均勻等缺點，作為催化劑使用會降低產品純度；文獻(陳建君等.納米二氧化飾的低溫水熱一步法合成.材料導報，2009，23 (14) =145-146)報道了一種用三乙烯四胺作沉淀劑，在80°C反應制備納米球形氧化鈰的方法，但從其電鏡照片看，氧化鈰顆粒間團聚嚴重，且在80°C反應制備的沉淀體積大，不宜進行過濾洗滌等操作且烘干后沉淀容易結塊，不適于工業化生產。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種顆粒均勻、流動性非常好、中位粒徑D5。為5-15 μπι，比表面積為100-150m2/g的大比表面積球形氧化鋪制備方法。
[0004]技術解決方案:
[0005]本發明向反應釜中加入0.35mol/L的Ce4+溶液，將溶液加熱至85_93°C，向其中加入含有三乙烯四胺的乙醇溶液，三乙烯四胺與Ce4+的摩爾比為0.5-2: 1，乙醇與三乙烯四胺的體積比為1: 1，含有三乙烯四胺的乙醇溶液加入完畢后，向體系中加入氨水溶液，調節反應體系pH = 9-11，得到大比表面積球形氧化鈰前驅體沉淀，繼續反應4h，靜止陳化12-48h，將沉淀過濾，分別用去離子水和乙醇各自洗滌2遍，于80°C烘干，得到松散、流動性非常好的黃色氧化鈰粉末，將粉末在500°C煅燒3h，得到流動性非常好、顆粒分布均勻、中位粒徑D5。為5-15 μ m、形貌呈規則球形，比表面積為120-160m2/g的大比表面積球形氧化鋪。
[0006]所述的Ce4+溶液為 Ce (NO 3) 3、(NH4) 4Ce (N03) 6或 Ce (NO 3) 3和(NH 4) 4Ce (N03) 6的混合溶液。
[0007]發明效果
[0008]本發明中反應溫度及pH是關鍵，反應溫度對氧化鈰形貌和中心粒徑影響較大，反應溫度低于85°C，沉淀體積大，難以過濾和洗滌，烘干后沉淀團聚，灼燒后產品形貌不是球形，比表面積較小；反應溫度在85-93°C范圍內，沉淀易過濾、洗滌，烘干后非常松散，灼燒后產品形貌呈球形；PH小于9，不利于氧化鈰比表面積的增大，pH控制在9-11，得到的氧化鈰比表面積大，pH值大于11，氧化鈰產品比表面積變化不大，成本增加且出現不規則形貌的顆粒。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明大比表面積球形氧化鈰的SEM圖；
[0010]圖2為本發明大比表面積球形氧化鈰的比表面積圖；
[0011]圖3為本發明大比表面積球形氧化鈰粒度分布圖。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
[0013]量取80ml三乙烯四胺溶液，加入至80ml乙醇溶液中，攪拌均勻后得到含三乙烯四胺的乙醇溶液；在反應釜中加入1000ml濃度為0.35mol/L的(NH4)4Ce (N03)6溶液并加熱至93°C，向其中加入已經配制好的含三乙烯四胺的乙醇溶液，加入完畢后，向體系中加入氨水溶液，調節反應pH = 9，得到大比表面積氧化鈰前驅體沉淀，繼續反應4h，靜止陳化24h，過濾后，將沉淀過濾，分別用去離子水和乙醇各洗滌2遍，于80°C烘干，得到松散、流動性非常好的黃色氧化鈰粉末，將粉末在500°C煅燒3h，得到流動性非常好、顆粒分布均勻、形貌呈規則球形、中位粒徑D5。為10.79 μ m、比表面積為129m 2/g的大比表面積球形氧化鈰。
[0014]實施例2
[0015]量取100ml三乙烯四胺溶液，加入至100ml乙醇溶液中，攪拌均勻后得到含三乙烯四胺的乙醇溶液；在反應釜中加入1000ml濃度為0.35mol/L的Ce (N03)4溶液并加熱至90°C，向其中加入已經配制好的含三乙烯四胺的乙醇溶液，加入完畢后，向體系中加入氨水溶液，調節反應pH = 11，得到大比表面積氧化鈰前驅體沉淀，繼續反應4h，靜止陳化48h，過濾后，將沉淀過濾，分別用去離子水和乙醇各洗滌2遍，于80°C烘干，得到松散、流動性非常好的黃色氧化鈰粉末，將粉末在500°C煅燒3h，得到流動性非常好、顆粒分布均勻、形貌呈規則球形、中位粒徑D5。為13.29 μ m、比表面積為159.13m 2/g的大比表面積球形氧化鈰。
[0016]實施例3
[0017]量取36ml三乙烯四胺溶液，加入至36ml乙醇溶液中，攪拌均勻后得到含三乙烯四胺的乙醇溶液；在反應釜中加入1000ml濃度為0.35mol/L的Ce (N03)4溶液并加熱至88°C，向其中加入已經配制好的含三乙烯四胺的乙醇溶液，加入完畢后，向體系中加入氨水溶液，調節反應pH = 9，得到大比表面積氧化鈰前驅體沉淀，繼續反應4h，靜止陳化24h，過濾后，將沉淀過濾，分別用去離子水和乙醇各洗滌2遍，于80°C烘干，得到松散、流動性非常好的黃色氧化鈰粉末，將粉末在50(TC煅燒3h，得到流動性非常好、顆粒分布均勻、形貌呈規則球形、中位粒徑D5。為10.62 μ m、比表面積為126.3m 2/g的大比表面積球形氧化鈰。
[0018]實施例4
[0019]量取60ml三乙烯四胺溶液，加入至60ml乙醇溶液中，攪拌均勻后得到含三乙烯四胺的乙醇溶液；在反應釜中加入500ml濃度為0.35mol/L的(NH4)4Ce (N03)6溶液和500ml濃度為0.35mol/L的Ce (N03)4溶液并加熱至93°C，向其中加入已經配制好的含三乙烯四胺的乙醇溶液，加入完畢后，向體系中加入氨水溶液，調節反應pH = 9，得到大比表面積氧化鈰前驅體沉淀，繼續反應4h，靜止陳化36h，過濾后，將沉淀過濾，分別用去離子水和乙醇各洗滌2遍，于80°C烘干，得到松散、流動性非常好的黃色氧化鈰粉末，將粉末在50(TC煅燒3h，得到流動性非常好、顆粒分布均勻、形貌呈規則球形、中位粒徑D5。為9.9379 μ m、比表面積為144.4m2/g的大比表面積球形氧化鋪。
【主權項】
1.制備大比表面積球形氧化鋪的方法，其特征在于，向反應爸中加入0.35mol/L的Ce4+溶液，將溶液加熱至85-93°C，向其中加入含有三乙烯四胺的乙醇溶液，三乙烯四胺與Ce4+的摩爾比為0.5-2: 1，乙醇與三乙烯四胺的體積比為1: 1，含有三乙烯四胺的乙醇溶液加入完畢后，向體系中加入氨水溶液，調節反應體系pH = 9-11，得到大比表面積球形氧化鈰前驅體沉淀，繼續反應4h，靜止陳化12-48h，將沉淀過濾，分別用去離子水和乙醇各自洗滌2遍，于80°C烘干，得到松散、流動性非常好的黃色氧化鈰粉末，將粉末在50(TC煅燒3h，得到流動性非常好、顆粒分布均勻、中位粒徑D5。為5-15 μ m、形貌呈規則球形，比表面積為120-160m2/g的大比表面積球形氧化鋪。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所用的Ce4+溶液為Ce(NO 3)3、(NH4) 4Ce (N03) 6或 Ce (NO 3) 3和(NH 4) 4Ce (N03) 6的混合溶液。
【專利摘要】本發明涉及一種制備大比表面積球形氧化鈰的方法，屬于材料制備工藝。本發明向反應釜中加入Ce4+溶液，將溶液加熱至85-93℃，向其中加入三乙烯四胺的乙醇溶液，再加入氨水溶液，調節反應體系pH，得到大比表面積球形氧化鈰前驅體沉淀，繼續反應4h，靜止陳化，將沉淀過濾，用去離子水和乙醇洗滌，烘干后得到松散、流動性非常好的黃色氧化鈰粉末，將粉末在500℃煅燒3h，得到流動性非常好、顆粒分布均勻、中位粒徑D50為5-15μm、形貌呈規則球形，比表面積為120-160m2/g的大比表面積球形氧化鈰。
【IPC分類】C01F17/00
【公開號】CN105236462
【申請號】CN201510518866
【發明人】趙永志, 張瑞祥, 郝先庫, 賈紅梅, 王士智, 劉海旺, 劉莎莎, 馬顯東, 許宗澤
【申請人】包頭稀土研究院, 包頭市京瑞新材料有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月17日