纳米氧化铈粉体的制备技术研究进展

介绍了近年来国内外纳米氧化铈制备技术的研究情况,重点介绍了液相法的多种制备方法和特点,并对纳米氧化铈的制备技术和发展趋势进行了展望。     

碳铵沉淀法制备纳米氧化铈的研究

采用碳铵沉淀工艺进行了纳米氧化铈制备的研究,探讨了表面活性剂的加入量对氧化铈颗粒大小的影响,随着表面活性剂量的增加氧化铈颗粒粒径减小;煅烧温度对氧化铈粉末性能影响较大,随着煅烧温度的升高氧化铈粉末的晶粒尺寸增大,比表面积减小,煅烧温度为450℃时就已经形成了立方相的氧化铈。优化工艺条件制备出了单一粒径小于50nm、团聚体粒度重量累积中值粒径D50<150nm,粉末比表面积大于15m2/g,粉末的团聚常数(D50/DBET)小于6,形状为球形的纳米氧化铈粉末。     

燃烧法制备纳米氧化铈

以六水硝酸铈和甘氨酸为原料,聚乙二醇20000为分散剂,采用燃烧法一步合成了纳米二氧化铈粉体。通过对产物进行TG-DTA、XRD和TEM表征,讨论了原料配比,点火温度等因素对产物的影响。结果表明,反应的最佳温度为350℃,溶液的pH值为5,六水硝酸铈和甘氨酸(Gly)的摩尔比为1∶1.6,得到的产物的平均粒径为6.5 nm。     

氯化铈的结晶法制备及表征

研究了以结晶法制备氯化铈以及以重结晶法纯化除杂,考察了氯化铈结晶过程中料液初始酸度、结晶温度、冷却速度、陈化时间、洗液酸度对产品质量的影响,以及母液回收利用情况,确定了高纯氯化铈的制备工艺条件。试验结果表明,适宜条件下,所得氯化铈中非稀土杂质质量分数小于2.0×10~(-5)。热分解机制研究结果表明,氯化铈的组成为CeCl_3·7H_2O。     

负载型纳米氧化铈载体的制备

以大比表面积、大孔径的γ-Al2O3为基载体通过浸渍-沉积法制得了一系列不同负载量的CeO2/γ-Al2O3复合载体,通过测定复合载体的比表面积和TPR实验考察了CeO2的负载量和焙烧温度对复合载体物化性能的影响,实验结果发现,30%(质量分数)的负载量是CeO2在γ-Al2O3上单层分散的极限负载量;450℃的焙烧温度可避免CeO2和基载体之间生成复合氧化物.     

纳米二氧化锆粉体的制备

以ZrOCl_2·8H_2O为锆源,CO(NH_2)_2为沉淀剂,去离子水为溶剂,通过水热法合成单斜晶型的纳米ZrO_2。讨论水热温度和水热时间对纳米二氧化锆晶粒尺寸的影响,并利用场发射扫描电镜(SEM)和XRD衍射仪表征手段,对产品形貌及物相进行了表征分析。实验结果表明,水热温度是影响ZrO_2粉体晶化的主要因素,在140℃水热温度下,ZrOCl_2·8H_2O和CO(NH_2)_2反应生成Zr(OH)_4胶体。随着水热温度升高到160℃,大部分的Zr(OH)_4胶体分解生成ZrO_2并结晶。当水热温度继续升高至180℃时,Zr(OH)_4全部分解生成ZrO_2。水热时间的增加并不改变ZrO_2的晶型,且对ZrO_2的晶粒尺寸影响不大,随着水热时间由3 h增加到18 h,其粒径分别为51.2、46.1、45.6nm和54.3 nm,且样品具有良好的分散性。     

水热法制备纳米二氧化锆粉体

二氧化锆纳米粉体是制造高科技氧化锆系陶瓷的重要原材料。纳米粉体的制备方法有很多种，但由于水热法可以控制微粉的粒径、形态、结晶度和组成，所以水热法是目前生产纳米粉体方法中最具发展潜力的工艺方法之一。国内外对水热法的研究已有相当进展。并正向工业化迈进。对目前国际上出现的应用于制备纳米二氧化锆系粉体的各种水热方法进行了介绍，着重介绍了制备过程中应用的各种新技术。并展望了水热法的发展前景。     

氰化尾渣高温氯化焙烧制备陶粒

以氰化尾渣为主要原料,配以膨润土、钠长石、CaCl2、煤粉等辅料,利用高温氯化焙烧方法制备了陶粒。采用XRD、SEM、XRF、TG/DTA、ICP-OES等研究了氰化尾渣的物相成分、微观结构等理化性能,测定了陶粒成品的吸水率、堆积密度、重金属挥发率等,并对烧成效果最好的陶粒成品进行了微观结构分析。结果表明,氰化尾渣利用率最高能达到75%,得到的焙烧陶粒1h吸水率为9.45%、堆积密度为642.93kg/m3,Au、Ag、Cu、Pb、Zn等金属挥发率分别达到83.02%、65.31%、75.89%、90.65%、85.34%。     

用喷雾反应法制备实心球形氧化铈超细粉末

针对喷雾热分解法制备的粉体含有个别空心粒子和破裂球壳,本文采用喷雾反应法获得了实心球形氧化铈。此方法在传统的喷雾热分解基础上引入水蒸气来提高液滴温度并延缓液滴的蒸发,同时在前驱体中引入草酸二甲酯为水解剂。随着液滴温度的不断增高,草酸二甲酯水解为草酸并与铈离子发生沉淀反应,从而在液滴内形成体相成核。此时的液滴经干燥、煅烧最后获得实心球形氧化铈超细粉末。     

超细氧化铈基复合氧化物粉体的制备及应用综述

综述了CeO2基复合氧化物超细粉体的各种制备方法,其中包括固相烧结法、溶胶-凝胶法、水热法、化学共沉淀法、低温燃烧法等.详细介绍了CeO2基复合氧化物超细粉体在催化剂、陶瓷颜料、固体燃料电池及化学机械抛光等领域的应用.     

机械力固相化学反应法制备纳米氧化铈粉末

以混合稀土为原料,采用机械力固相化学反应首先制备出前驱体,用DTA-TG分析前驱体的热分解温度,然后将前驱物热分解2.5h,得到二氧化铈粉体,用XRD、SEM和TEM进行表征。结果表明获得了平均粒径在小于100nm、分布均匀的纳米CeO3。     

机械力固相化学反应法制备纳米氧化铈粉末

以氯化铈为原料,采用机械力固相化学反应首先制备出前驱体,用DTA-TG分析前驱体的热分解温度,然后将前驱物热分解2.5h,得到二氧化铈粉体,用XRD、SEM和TEM进行表征。结果表明获得了平均粒径小于100nm、分布均匀的纳米CeO2。     

纳米氧化铈在醇水混合溶液中的分散行为

通过沉降实验结合分光光度计、透射电镜等手段,考察了纳米氧化铈在不同比例醇水混合溶液(包括无水乙醇和纯水)中的超声分散性和悬浮稳定性;同时,测量了其在不同比例醇水混合溶液中的Zeta电位,并初步探讨了其分散机制。研究表明,随着醇水混合溶液中乙醇含量的减小,纳米氧化铈的超声分散性和悬浮稳定性均呈现出先升后降的规律;当乙醇含量为40%(体积分数)时,纳米氧化铈的超声分散性和悬浮稳定性均达到最好,其分散率为52.7%,且静置10天后的沉降率也仅为20.2%;此外,在该体系中纳米氧化铈保持其初始粒径的能力较强。纳米氧化铈在醇水混合溶液中的分散不遵守双电层理论,而与分散介质对颗粒的溶剂化作用有关。     

化学共沉淀法制备纳米二氧化铈的研究

采用正、反向化学共沉淀法制备了CeO2纳米粉末材料,有机物共沸蒸馏,用XRD、TEM、BET等技术研究粉体的相结构、晶粒大小、比表面积和孔径情况.结果表明,反向制备的纳米CeO2超细粉体粒径在20nm～40nm之间;样品经400℃焙烧3h后粉体的比表面积为123.14m2/g,平均孔径为55.8578(A),总孔容为0.3439cm3/g.     

液相法制备纳米氧化锌粉体

以硫酸锌溶液为原料,采用液相法工艺制备纳米氧化锌,使用碳酸氢钠或碳酸氢氨作沉淀剂,调整制备工艺技术参数,以乙醇作为分散剂,可制备出高品质纳米氧化锌产品。采用比表面仪、X-射线衍射仪和透射电子显微镜对纳米氧化锌产品进行表征。产物比表面积为21.9～91.8m2/g,平均粒径为48.1～171.4nm。     

氟碳铈稀土矿焙烧工艺的研究

四川氟碳铈稀土矿中因氟碳酸根络离子的存在,无法直接用酸、碱进行反应打开,因此,在进行酸碱化学处理之前,需用高温进行焙烧活化。本文针对这一情况,进行了相关的技术研究。经过一步高温焙烧后,盐酸法氧化率≥88%,盐酸一次浸出率≥70%,从而提高了稀土回收率,降低了后续工序中氢氧化钠的消耗,达到了预期的效果。     

氟碳铈精矿焙烧反应的研究

本文利用ＸＲＤ、ＤＴＡ－ＴＧ及化学分析等方法，对氟碳铈矿的焙烧反应进行了研究。指出氟碳铈精矿在７５０℃下，焙烧５ｈ，分解反应分为两步进行，首先ＲＥＣＯ３Ｆ（本文中ＲＥ代表Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ）分解为ＲＥＯＦ，然后ＲＥＯＦ继续氧化分解得到：Ｃｅ０．７５Ｎｄ０．２５Ｏ１．８７５、ＰｒＯ１．８３、ＬａＦ３等，在焙烧过程中发生部分脱氟，同时铈和镨被部分氧化为四价。同时对焙烧反应动力学进行了计算，得出：反应表观活化能Ｅ＝２２９．７ｋＪ／ｍｏｌ，反应级数ｎ＝０．９５。     

聚合物网络法制备纳米氧化锡粉体

纳米氧化锡（SnO2）粉体是制备气、湿敏传感器和催化剂等较为理想的原料。利用有机单体自由基聚合反应机制，采用聚合物网络法制备了纳米氧化锡粉体。以五水氯化锡为原料，选取丙烯酰胺和N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺两种水溶性有机物作为单体，在引发剂过硫酸铵的作用下，有机单体发生交联共聚，从而使Sn^4＋溶液转变成凝胶。该凝胶具有三维网络状结构，能够较好地抑制热处理过程中粒子的团聚，500℃下热处理2h获得的SnO2粉体具有金红石结构，平均粒径约为7．9nm。     

纳米NiO粉体的制备及其表征

采用溶胶转化－凝胶法制备了纳米级NiO粉体。Ni(OH)2粉体的TG－DSC分析表明：在升温速率为10℃/min的条件下，粉体在489K时开始显著分解，626K时分解完毕。X－射线衍射分析表明：分解产物为纯净的NiO2。NiO粉体的化学成分分析表明：其纯度高于国家标准。TEM电镜分析表明：NiO粉体呈单分散的球形或棒状颗粒。对NiO粉体的热敏性能有待进一步研究。     

纳米钛酸钡粉体材料的制备方法

本发明公开了一种纳米钛酸钡粉体材料的制备方法。该方法是以氯化钡BaCl2、钛酸H2TiO3为主要原料，经强氧化剂催化，加氨水调整pH值为12左右进行过滤，获得BaTiO3溶液，置入高温高压反应釜内，处理温度为300～400℃，压力为15～22MPa．冷却后，进行真空干燥，获得纳米级的钛酸钡粉末材料。本发明提供的方法成本低廉，生产效率高，成品率高，杂质少，从而更适应产业化发展的要求。