專利名稱:一種稀土氧化物超細(xì)粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種稀土氧化物超細(xì)粒子的制備方法,屬于新材料超細(xì)粉制備領(lǐng)域。包括溶解、沉淀、干燥和煅燒等過程。
目前稀土氧化物超細(xì)粒子應(yīng)用廣泛,它的制備主要以液相沉淀法為主。用沉淀法制備超細(xì)粒子的方法已有專利申請(qǐng),如US005662874A用草酸銨為沉淀劑,普通沉淀法得到稀土氧化物超細(xì)粒子,其粒子平均粒徑較大(3μm左右)。JP53/095911-A介紹的方法制得的稀土氧化物超細(xì)粉體的粒徑分布則較寬(0.9~4μm)。
本發(fā)明的目的是提供一種稀土氧化物超細(xì)粒子的制備方法,它采用沉淀——相轉(zhuǎn)移相結(jié)合的方法,制得的粒子粒徑小、粒徑分布范圍窄。
本發(fā)明的目的是由如下措施來實(shí)現(xiàn)的以稀土硝酸鹽為原料,用去離子水配成0.1~0.2mol·L-1的稀土硝酸鹽水溶液(1),再將固體草酸銨溶于稀氨水中配制成1.0~4.0mol·L-1的混合溶液(2)(物質(zhì)的量比為1∶0.5~1)。將溶液(1)和溶液(2)混合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),溫度為20~95℃、PH7~11、反應(yīng)時(shí)間2~4小時(shí),反應(yīng)時(shí)要不斷攪拌,待沉淀完成后加入稀土硝酸鹽重量的2%~10%的十六烷基三甲基鹵化銨,在40~70℃下攪拌約0.5~3小時(shí),冷卻后加入上述反應(yīng)混合溶液體積的20%~120%的有機(jī)溶劑進(jìn)行相轉(zhuǎn)移,攪拌2~3小時(shí),其中的氫氧化物便轉(zhuǎn)入有機(jī)相中,將有機(jī)相與水相分離,過濾有機(jī)相即得到稀土氫氧化物沉淀,將其在30~120℃下干燥約8~20小時(shí),并在300~1200℃溫度下,靜態(tài)空氣氣氛中焙燒2~5小時(shí)便得稀土氧化物超細(xì)粒子。
本發(fā)明的作用和優(yōu)點(diǎn)是沉淀所得的氫氧化物粒子表面帶有負(fù)電荷,而陽(yáng)離子表面活性劑親水基部分帶有正電荷,以陽(yáng)離子表面活性劑為相轉(zhuǎn)移劑,其親水基吸附于沉淀所得的氫氧化物粒子上,而親油基朝外,在粒子表面形成表面活性劑親油性膜,從而將粒子轉(zhuǎn)入有機(jī)相與水相分離,大大降低氫氧化物粒子的表面能,達(dá)到反團(tuán)聚作用。在煅燒時(shí)表面活性劑可全部分解,無殘留。
1.本發(fā)明制得的稀土氧化物超細(xì)粒子粒徑小,在20nm~500nm之間(隨焙燒溫度和稀土種類的變化而變),且粒徑分布范圍窄。
2.本發(fā)明所用的有機(jī)溶劑大部分可回收重復(fù)使用,表面活性劑用量很小,所以原料成本較低。
3.本發(fā)明操作簡(jiǎn)單,不需要特殊設(shè)備和苛刻條件,設(shè)備投資費(fèi)用小,能耗較低,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
附圖
為本發(fā)明的工藝流程圖實(shí)施例實(shí)例1100gY(NO3)3·6H2O置于5000ml三口燒瓶中,加去離子水溶解,配成0.1mol·L-1的溶液,邊攪拌邊滴加1.0mol·L-1的草酸銨和氨水的混合溶液(物質(zhì)量比為1∶0.8),沉淀完全后加入8g十六烷基三甲基溴化銨,50℃下攪拌1小時(shí),冷卻后加入1000ml CCL4,攪拌2小時(shí),使沉淀轉(zhuǎn)入有機(jī)相。將有機(jī)相與水相分離,過濾有機(jī)相得到稀土的氫氧化物沉淀。85℃下干燥14小時(shí),900℃焙燒3小時(shí)得氧化釔超細(xì)粒子(平均粒徑為30nm左右,粒徑分布范圍為10~40nm)。
實(shí)例2100gCe(NO3)3·6H2O加去離子水溶解,配制成0.1mol·L-1的溶液,置于5000ml三口燒瓶中,滴加2mol·L-1的草酸銨和氨水混合溶液(草酸銨和氨的物質(zhì)量比為1∶1)進(jìn)行沉淀,并不斷攪拌,待沉淀完全后,加入6g十六烷基三甲基溴化銨,在40℃左右,攪拌2.5小時(shí),冷卻至室溫后加入1500ml苯,攪拌1.5小時(shí),使沉淀轉(zhuǎn)入有機(jī)相。將有機(jī)相與水相分離,過濾有機(jī)相得到氫氧化鈰沉淀。然后在100℃下干燥12小時(shí),在500℃下焙燒3小時(shí)即得氧化鈰超細(xì)粒子。粒子的平均粒徑為40nm左右,粒徑分布在20nm~80nm之間。
權(quán)利要求
1.一種稀土氧化物超細(xì)粒子的制備方法,包括溶解、沉淀、干燥和煅燒等過程,其特征在于以稀土硝酸鹽為原料,用去離子水配成0.1~0.2mol·L-1的稀土硝酸鹽水溶液(1),再將固體草酸銨溶于稀氨水中配制成1.0~4.0mol·L-1的混合溶液(2)(物質(zhì)的量比為1∶0.5~1)。將溶液(1)和溶液(2)混合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),溫度為20~95℃、PH7~11、反應(yīng)時(shí)間2~4小時(shí),反應(yīng)時(shí)要不斷攪拌,待沉淀完成后加入稀土硝酸鹽重量的2%~10%的十六烷基三甲基鹵化銨,在40~70℃下攪拌約0.5~3小時(shí),冷卻后加入上述反應(yīng)混合溶液體積的20%~120%的有機(jī)溶劑進(jìn)行相轉(zhuǎn)移,攪拌2~3小時(shí),其中的氫氧化物便轉(zhuǎn)入有機(jī)相中,將有機(jī)相與水相分離。過濾有機(jī)相即得到稀土氫氧化物沉淀,將其在30~120℃下干燥約8~20小時(shí),并在300~1200℃溫度下,靜態(tài)空氣氣氛中焙燒2~5小時(shí)便得稀土氧化物超細(xì)粒子。
全文摘要
本發(fā)明是一種稀土氧化物超細(xì)粒子的制備方法,它以稀土硝酸鹽為原料,以草酸銨、氨水為沉淀劑,以十六烷基三甲基鹵化銨為相轉(zhuǎn)移劑,沉淀后用有機(jī)溶劑進(jìn)行相轉(zhuǎn)移,氫氧化物沉淀便轉(zhuǎn)入有機(jī)相中,分離、過濾即得稀土氫氧化物,再經(jīng)干燥、焙燒便得稀土氧化物超細(xì)粒子。本制備方法操作簡(jiǎn)單、能耗低,所用的有機(jī)溶劑大部分可回收,制得的超細(xì)粒子粒徑小,在20nm~500nm之間(隨焙燒溫度和稀土種類的變化而變),粒徑分布。
文檔編號(hào)C01B13/14GK1375458SQ0110948
公開日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2001年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月15日
發(fā)明者劉源, 雀秀蘭, 王穎 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)