CN103539195A - 一种纳米氧化钇粉体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米氧化钇粉体的制备方法，属于稀土超细粉体的制备技术领域。所述方法包括：将含钇的无机酸盐溶液滴入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中，滴定完毕，再加入表面改性剂，并对反应体系进行搅拌、陈化及分离，取沉淀物，然后对其进行净化洗涤、真空干燥及煅烧，得到纳米氧化钇粉体。本发明通过反滴定、醇水混合溶液及表面活性剂的应用，不仅有利于钇离子的析出及结晶，且能更好地控制晶体粒径大小以及晶粒比表面积，从而利于所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径、较窄的粒径分布以及较大的比表面积，进而使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制、可显著提高产品纯度及收率，适于工业化生产。

Description

一种纳米氧化钇粉体的制备方法

技术领域

本发明属于稀土超细粉体的制备技术领域，特别涉及一种纳米氧化钇粉体的制备方法。

背景技术

氧化钇是一种重要的稀土氧化物，其纳米粉体有着良好的光、电、磁、力学及化学特性，被广泛应用于功能陶瓷材料、发光材料、激光材料等领域。其中，具有较高的纯度、较高的比表面积、较小的粒径及较窄的粒径分布的纳米氧化钇粉体是制备优良性能的钇铝石榴石透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷、氧化钆钇透明陶瓷等透明陶瓷的关键因素。

现有技术采用化学沉淀法制备纳米氧化钇粉体，通过将沉淀剂加入到钇盐溶液中使钇盐溶液中的阴离子形成沉淀物，然后经过过滤、洗涤、干燥、热分解等制备得到纳米氧化钇粉体。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中沉淀剂向钇盐溶液中的滴定易导致反应体系浓度不均匀，难以控制钇离子的生长速度，容易使得所制备的氧化钇粉体粒径较大且粒径分布较宽。

发明内容

为了解决现有技术难以控制钇离子的生长速度的问题，本发明实施例提供了一种纳米氧化钇粉体的制备方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种纳米氧化钇粉体的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：配制含钇的无机酸盐溶液以及含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液；

步骤2：将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中，并调节反应体系pH值不低于7.5；

步骤3：滴定反应完毕，向所述反应体系中加入表面改性剂，并对所述反应体系进行搅拌、陈化及分离，取沉淀物；

步骤4：对所述沉淀物进行净化洗涤、真空干燥及煅烧，得到纳米氧化钇粉体。

具体地，作为优选，所述含钇的无机酸盐溶液的浓度为0.1mol/L-0.5mol/L。

具体地，作为优选，所述醇水混合溶液中，所述沉淀剂和所述静电稳定剂的浓度均为0.1mol/L-0.2mol/L，所述沉淀剂为碳酸氢盐、醋酸盐、碳酸盐和草酸盐的至少一种，所述静电稳定剂为硫酸盐，硫酸氢盐中的至少一种。

具体地，作为优选，所述醇水混合溶液中的醇为无水乙醇，且无水乙醇与水的体积比在1:2到1:1之间。

具体地，作为优选，步骤2中，所述含钇的无机酸盐溶液向所述醇水混合溶液逐滴加入的速度为3ml/min-5ml/min。

具体地，作为优选，步骤2中，通过使用氨水调节反应体系pH值不低于7.5。

具体地，作为优选，所述表面改性剂为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯，所述表面改性剂的质量为所述含钇的无机酸盐溶液质量的0.04%-1%。

具体地，作为优选，步骤3中，对所述反应体系进行陈化的温度为20℃-60℃，对所述反应体系进行陈化的时间为12-48小时。

具体地，作为优选，步骤4中，对所述沉淀物进行净化洗涤可采用离心和/或抽滤的方式。

具体地，作为优选，步骤4中，对所述沉淀物进行煅烧的温度为900℃-1200℃，煅烧时间为至少1小时。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的纳米氧化钇粉体的制备方法，通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定，以及可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用，提高了反应体系离子反应活性，不仅有利于钇离子的析出及结晶，而且能更好地控制晶体粒径大小以及晶粒比表面积，从而利于所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径、较窄的粒径分布以及较大的比表面积；在表面改性剂存在的条件下，可减少钇盐颗粒表面非架桥羟基的存在，从而防止钇盐颗粒的凝集生长，进一步降低所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布并提高其比表面积，使所制备的纳米氧化钇粉体具有较高的烧结活性；本发明工艺简单、合成路线较短、易控制、可显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的图。

图1是本发明实施例一提供的纳米氧化钇粉体的制备方法流程图；

图2是本发明又一实施例提供的纳米氧化钇粉体原料的孔径分布图；

图3是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图；

图4是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图；

图5是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图；

图6是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图；

图7是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图；

图8是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图；

图9是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图；

图10是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图；

图11是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图；

图12是本发明又一实施例提供的所制备的纳米氧化钇粉体的孔径分布图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明以下实施例中，所用原料为高纯氧化钇（纯度优于99.999%）粉体，其粒径分布为50-100μm，其BET（比表面积）为0.1-0.5m²/g。

采用3H-2000PM型高性能比表面积及微孔分析仪来进行氧化钇粉体的BET（比表面积）测量，

采用SEM扫描电子显微镜JSM-6010系列来进行氧化钇粉体的粒径测量。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供了一种纳米氧化钇粉体的制备方法，所述方法包括：

步骤1：配制含钇的无机酸盐溶液以及含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液；

步骤2：将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中，并调节反应体系pH值不低于7.5；

步骤3：滴定反应完毕，向所述反应体系中加入表面改性剂，并对所述反应体系进行搅拌、陈化及分离，取沉淀物；

步骤4：对所述沉淀物进行净化洗涤、真空干燥及煅烧，得到纳米氧化钇粉体。

本发明实施例提供的纳米氧化钇粉体的制备方法，通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定（相比现有技术沉淀剂向钇盐溶液中的滴定，称本发明实施例中“将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入沉淀剂中”为反滴定），以及可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用，提高了反应体系离子反应活性，不仅有利于钇离子的析出及结晶，而且能更好地控制晶体粒径大小以及晶粒比表面积，从而利于所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径、较窄的粒径分布以及较大的比表面积；在表面改性剂存在的条件下，可减少钇盐颗粒表面非架桥羟基的存在，从而防止钇盐颗粒的凝集生长，进一步降低所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布并提高其比表面积，使所制备的纳米氧化钇粉体具有较高的烧结活性；本发明工艺简单、合成路线较短、易控制、可显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

作为优选，所述含钇的无机酸盐溶液中的钇盐的浓度为0.1mol/L-0.5mol/，所述含钇的无机酸盐溶液可将高纯氧化钇利用硝酸、盐酸和硫酸溶解后并定容来制备得到，即所述含钇的无机酸盐溶液为含钇的硝酸盐溶液、含钇的盐酸盐溶液和含钇的硫酸盐溶液中的至少一种。

作为优选，所述醇水混合溶液中的醇为无水乙醇，且无水乙醇与水的体积比在1:2到1:1之间，且所述醇水混合溶液中，所述沉淀剂和所述静电稳定剂的浓度均为0.1mol/L-0.2mol/L，所述沉淀剂为碳酸氢盐、醋酸盐、碳酸盐和草酸盐的至少一种，所述静电稳定剂为硫酸盐，硫酸氢盐中的至少一种。

本发明实施例将含钇的硝酸盐溶液、含钇的盐酸盐溶液和含钇的硫酸盐溶液中的至少一种逐滴加入含有碳酸氢盐、醋酸盐、碳酸盐和草酸盐的至少一种的醇水混合溶液中，制备出化学组成为钇的碳酸氢盐、钇的醋酸盐、钇的碳酸盐和钇的草酸盐的至少一种的前驱沉淀物，然后经过洗涤、煅烧等步骤可制备得到纳米级的高纯氧化钇粉体。

作为优选，步骤2中，所述含钇的无机酸盐溶液向所述醇水混合溶液逐滴加入的速度为3ml/min-5ml/min，该速度有利于控制沉淀的生成，防止沉淀颗粒的团聚。

作为优选，步骤2中，通过使用氨水调节反应体系pH值不低于7.5，以保持反应体系处于稳定的碱性环境下，利于反应的进行。

作为优选，所述表面改性剂为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯，所述表面改性剂的质量为所述含钇的无机酸盐溶液质量的0.04%-1%，向反应体系中加入上述表面活性剂用于提高颗粒均匀度及其比表面积，从而提高其烧结活性。

作为优选，步骤3中，对所述反应体系进行陈化的温度为20℃-60℃，对所述反应体系进行陈化的时间为12-48小时，以去除沉淀中包藏的杂质，并让沉淀晶体生长使其更加均匀化。

作为优选，步骤4中，对所述沉淀物进行净化洗涤可采用离心和/或抽滤的方式。其中利用去离子水和/或无水乙醇洗涤至少一次，从而尽可能地减少沉淀物中存留的杂质。

作为优选，步骤4中，所述沉淀物的真空干燥温度为50℃-75℃，对所述沉淀物的煅烧的温度为900℃-1200℃，煅烧时间为至少1小时，该步骤可进一步地除去沉淀物中的杂质，还可使其晶体排列更加均匀，利于所制备的纳米氧化钇粉体得到较窄的粒径分布。

实施例二

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硝酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.4mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂碳酸氢铵，静电稳定剂硫酸铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至1.5L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.2mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为4ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.3%的表面改性剂：正硅酸乙酯，继续搅拌1小时，然后停止搅拌，将上述反应体系300C下陈化24小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水离心6次，及无水乙醇离心2次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为75℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为4小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达93%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为30-60nm，与原料氧化钇的粒径（如图2所示：50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为22.5m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图3所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（30-60nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（22.5m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

实施例三

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硫酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.1mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂碳酸铵，静电稳定剂硫酸铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至1.0L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.1mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为5ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.4%的表面改性剂：正硅酸甲酯，继续搅拌1.5小时，然后停止搅拌，将上述反应体系60℃下陈化12小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水离心4次，及无水乙醇离心3次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为70℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为6小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达92%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为20-40nm，与原料氧化钇的粒径（50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为24.3m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图4所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（20-40nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（24.3m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

实施例四

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硝酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.3mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂醋酸铵，静电稳定剂硫酸氢铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至2.0L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.2mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为3ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.09%的表面改性剂：正硅酸乙酯，继续搅拌1.0小时，然后停止搅拌，将上述反应体系25℃下陈化24小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水抽滤4次，及无水乙醇抽滤3次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为70℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为4小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达94%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为30-60nm，与原料氧化钇的粒径（50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为24.8m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图5所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（30-60nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（24.8m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

实施例五

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硝酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.4mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂碳酸氢铵，静电稳定剂硫酸铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至1.2L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.1mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为3.5ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.3%的表面改性剂：正硅酸甲酯，继续搅拌1.5小时，然后停止搅拌，将上述反应体系25℃下陈化20小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水抽滤4次，及无水乙醇离心3次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为70℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为3小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达93.8%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为30-50nm，与原料氧化钇的粒径（50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为23.6m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图6所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（30-50nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（23.6m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

实施例六

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硝酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.4mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂碳酸铵，静电稳定剂硫酸氢铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至1.3L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.2mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为5ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.2%的表面改性剂：正硅酸乙酯，继续搅拌2小时，然后停止搅拌，将上述反应体系30℃下陈化30小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水离心5次，及无水乙醇抽滤2次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为70℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为1100℃，煅烧时间为7小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达94.3%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为30-50nm，与原料氧化钇的粒径（50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为24.7m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图7所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（30-50nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（24.7m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

实施例七

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硫酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.45mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂草酸铵，静电稳定剂硫酸氢铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至1.4L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.18mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为4.2ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.2%的表面改性剂：正硅酸甲酯，继续搅拌1.5小时，然后停止搅拌，将上述反应体系48℃下陈化48小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水离心3次，及无水乙醇离心4次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为70℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为1200℃，煅烧时间为12小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达95%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为30-50nm，与原料氧化钇的粒径（50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为25.3m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图8所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（30-50nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（25.3m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

实施例八

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硝酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.5mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂醋酸铵，静电稳定剂硫酸氢铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至1.5L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.16mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为3ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.06%的表面改性剂：正硅酸乙酯，继续搅拌1.5小时，然后停止搅拌，将上述反应体系25℃下陈化24小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水离心3次，及无水乙醇离心4次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为70℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为10小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达94.9%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为30-60nm，与原料氧化钇的粒径（50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为22.6m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图9所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（30-60nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（22.6m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

实施例九

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硫酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.5mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂碳酸氢铵，静电稳定剂硫酸铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至1.6L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.2mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为4ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.1%的表面改性剂：正硅酸甲酯，继续搅拌1.5小时，然后停止搅拌，将上述反应体系25℃下陈化24小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水离心3次，及无水乙醇离心4次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为70℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为4小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达96.6%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为30-50nm，与原料氧化钇的粒径（50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为22.6m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图10所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（30-50nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（22.6m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

实施例十

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硝酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.33mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂碳酸氢铵，静电稳定剂硫酸氢铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至1.7L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.2mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为5ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.21%的表面改性剂：正硅酸乙酯，继续搅拌1.5小时，然后停止搅拌，将上述反应体系20℃下陈化40小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水抽滤3次，及无水乙醇离心4次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为70℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为5小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达95.3%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为30-60nm，与原料氧化钇的粒径（50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为23.4m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图11所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（30-60nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（23.4m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

实施例十一

将高纯氧化钇（纯度优于99.999%）利用浓硫酸溶解后转移到1L的容量瓶中定容，配制成浓度为0.28mol/L的含钇的硝酸盐溶液；并分别将沉淀剂碳酸氢铵，静电稳定剂硫酸铵利用去离子水溶解之后，用去离子水定容至1.8L，再向溶液中加入1L无水乙醇配制成沉淀剂及静电稳定剂的浓度均为0.19mol/L的醇水混合溶液。

将上述配制的含钇硝酸盐溶液逐滴加入到上述配制的含有沉淀剂及静电稳定剂的醇水溶液中，在此过程中，控制滴加的速度为5ml/min，并使用氨水来控制反应体系pH值不低于7.5；滴定反应结束后，向上述反应体系中加入与含钇硝酸盐溶液的质量比为0.08%的表面改性剂：正硅酸乙酯，继续搅拌1.5小时，然后停止搅拌，将上述反应体系25℃下陈化24小时。倒去反应体系上清液，取沉淀物进行净化洗涤，具体为分别用去离子水离心3次，及无水乙醇离心4次。将净化洗涤后的沉淀物放入烘箱内进行真空干燥（干燥温度为70℃）；将干燥后的沉淀物放入马弗炉内进行煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为3小时，将煅烧后的物质取出并冷却，得到高纯纳米级氧化钇粉体（纯度高达99.9995%），其产率高达94.1%，对所制备的纳米级氧化钇粉体进行SEM(Scanning ElectronMicroscope扫描电子显微镜)测量，结果显示其粒径为30-50nm，与原料氧化钇的粒径（50-100μm）相比，其粒径得到显著降低；通过BET（比表面积）测得所制备的纳米氧化钇粉体的BET为23.4m²/g；相比原料氧化钇的BET（0.1-0.5m²/g），其BET得到显著提高。本发明实施例所制备的纳米氧化钇粉体的粒径分布图如图12所示，可以看出相比原料氧化钇，其粒径分布范围明显变窄。

本发明实施例通过将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中的反滴定、可增大反应体系极性的醇水混合溶液的应用以及在表面改性剂存在的条件下，所制备的纳米氧化钇粉体具有较小的粒径（30-50nm）、较窄的粒径分布以及较高的BET（23.4m²/g），使其具有较高的烧结活性；工艺简单、合成路线较短、易控制，显著提高纳米氧化钇粉体的纯度，生产成本较低且产品收率较高，适于工业化生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤1：配制含钇的无机酸盐溶液以及含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液；

步骤2：将含钇的无机酸盐溶液逐滴加入含有沉淀剂与静电稳定剂的醇水混合溶液中，并调节反应体系pH值不低于7.5；

步骤3：滴定反应完毕，向所述反应体系中加入表面改性剂，并对所述反应体系进行搅拌、陈化及分离，取沉淀物；

步骤4：对所述沉淀物进行净化洗涤、真空干燥及煅烧，得到纳米氧化钇粉体。

2.根据权利要求1所述纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，所述含钇的无机酸盐溶液的浓度为0.1mol/L-0.5mol/L。

3.根据权利要求1所述纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，所述醇水混合溶液中，所述沉淀剂和所述静电稳定剂的浓度均为0.1mol/L-0.2mol/L，所述沉淀剂为碳酸氢盐、醋酸盐、碳酸盐和草酸盐的至少一种，所述静电稳定剂为硫酸盐，硫酸氢盐中的至少一种。

4.根据权利要求1所述纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，所述醇水混合溶液中的醇为无水乙醇，且无水乙醇与水的体积比在1:2到1:1之间。

5.根据权利要求1所述纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述含钇的无机酸盐溶液向所述醇水混合溶液逐滴加入的速度为3ml/min-5ml/min。

6.根据权利要求1所述纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，步骤2中，通过使用氨水调节反应体系pH值不低于7.5。

7.根据权利要求1所述纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，所述表面改性剂为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯，所述表面改性剂的质量为所述含钇的无机酸盐溶液质量的0.04%-1%。

8.根据权利要求1所述纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，步骤3中，对所述反应体系进行陈化的温度为20℃-60℃，对所述反应体系进行陈化的时间为12-48小时。

9.根据权利要求1所述纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，步骤4中，采用离心和/或抽滤的方式对所述沉淀物进行净化洗涤。

10.根据权利要求1所述纳米氧化钇粉体的制备方法，其特征在于，步骤4中，对所述沉淀物进行煅烧的温度为900℃-1200℃，煅烧的时间为至少1小时。

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