CN106277020A

CN106277020A - 一种大比表面积微米氧化铈制备方法

Info

Publication number: CN106277020A
Application number: CN201510320949.4A
Authority: CN
Inventors: 杨应亚
Original assignee: Changzhou Zhuoyu New Materials Technology Co Ltd
Current assignee: Changzhou Zhuoyu New Materials Technology Co Ltd
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明涉及一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，属于稀土化合物的制备技术领域，其特征在于：该氧化铈的比表面积在100㎡/g左右，中心粒径在5～7um，且颗粒粒径呈均匀分布。本发明具有工艺条件比较简单，生产成本较低，容易实现工业化生产，且整个制备过程符合环保要求。

Description

一种大比表面积微米氧化铈制备方法

技术领域

本发明属于稀土氧化物制备技术领域，具体涉及一种大比表面积微米氧化铈的制备方法。

背景技术

氧化铈是一种重要的稀土氧化物，在汽车尾气三效催化剂、固体氧化物燃料电池、有机废水净化处理催化剂以及储氧材料等领域有着巨大的应用潜力。氧化铈的物理和化学性能极大地依赖于本身的微观结构，如尺度、形貌、比表面积等，具有微纳米分级多孔结构的氧化铈材料不仅能很好的满足高效吸附材料对自身微观结构的要求，同时也可以通过增大比表面积来增加表面催化活性位点，从而提高氧化铈的催化性能，因此研究制备此类材料具有重要的现实意义。

目前稀土氧化铈的工业制备普遍采用草酸盐，碳酸盐等在600～1000℃热分解而成，由此得到的氧化铈的比表面积仅为2～10㎡/g，无法满足催化材料的产品性能的要求。

中国专利CN1043216C是通过含肼的稀土草酸盐热分解来制得稀土氧化物，其表面积仅为5～10m²/g。

中国专利CN1785815A是通过化合物沉淀法添加多种表面活性剂来制得高比表面积氧化铈，比表面积达到大于100㎡/g,但是这种方法要用到氨水来调节PH，氨水这种物质会释放氨氮，在环保方面受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化铈，比表面积为100㎡/g左右，粒径在6～7um,且分布均匀，可工业化生产且环境友好的一种大比表面积氧化铈的制备方法。

实现本发明目的的技术方案包括如下步骤：

（1）在草酸溶液或氢氧化钠溶液中加入阴离子表面活性剂；

（2）将含有阴离子表面活性剂的草酸溶液或氢氧化钠溶液滴加到铈的稀土盐溶液中，陈化后得到沉淀物；

（3）生成的沉淀物经陈化、抽滤、水洗、烘干，得到前驱体；

（4）在前驱体中加入硅烷偶联剂后灼烧；

（5）灼烧产物经粉碎过筛后得到比表面积为100㎡/g左右，粒度为5～7um的氧化铈。

上述技术方案，步骤（1）中所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。

上述技术方案，步骤（1）中所述阴离子表面活性剂的加入量为稀土总质量的1%～5%。

上述技术方案，步骤（2）中所述稀土盐溶液为碳酸盐，氯化盐或硝酸盐中的一种。

上述技术方案，步骤（2）中所述稀土盐溶液浓度为0.8～1.5mol/L。

上述技术方案，步骤（2）中所述草酸的加入量C₂O₄ ^2-/ CE³⁺的摩尔比为2.05～2.75/1，氢氧化钠的加入量OH^-/CE³⁺的摩尔比为3.0～3.5/1。

上述技术方案，步骤（3）中所述陈化时间为3～4小时。

上述技术方案，步骤（4）中所述在前驱体中加入的硅烷偶联剂为稀土总质量的10～20%。

上述技术方案，步骤（5）中所述前驱体在600～800℃灼烧6～8小时。

灼烧产物经粉碎过筛后得到比表面积为100㎡/g左右，粒度为5～7um的氧化铈。本发明用的原料主要是工业碳酸铈，工业草酸，工业氢氧化钠，避免了产生环保限制的氨水，碳铵等，产量大，生产方便，适合工业化生产且成本较低。

具体实施方式

（实施例1）

把硝酸铈晶体经纯水溶解后得硝酸铈溶液，调配至浓度为0.8mol/L，取此溶液3.63L，取草酸850g，稀释后得溶液8.43L，加入10g十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，将搅拌均匀的草酸溶液滴加到料液中，滴速：一般，待草酸溶液都滴完后，再搅拌，陈化3h，经抽滤，洗涤至PH=7，将沉淀物放在90℃烘干，然后加入100mL硅烷偶联剂，充分搅拌，再700℃灼烧7小时，粉碎过筛后得微米氧化铈，经马尔文2000检测，D50为6.35um，BET为89.85㎡/g。

（实施例2）

把碳酸铈经硝酸溶解后得硝酸铈溶液，调配至浓度为：1.0mol/L,PH=1,取此溶液2.9L，取工业级氢氧化钠407g，稀释后得溶液10L，加入15g十二烷基硫酸钠搅拌均匀，将搅拌均匀的氢氧化钠溶液滴加到料液里，滴速：一般，待氢氧化钠溶液都滴加完后，再搅拌陈化3小时，经抽滤，洗涤至PH=7，将沉淀物放在90℃烘干，然后加入100mL硅烷偶联剂602，充分搅拌，再800℃灼烧6小时，粉碎过筛后得微米氧化铈，经马尔文2000检测，D50为5.5um,BET为99.24㎡/g。

（实施例3）

由稀土矿经萃取槽分离后得到氯化铈溶液，调配至浓度为：1.2mol/L,PH=1,取此溶液2.42L，取工业级草酸900g，稀释后得溶液7.14L，加入10g十二烷基苯磺酸钠搅拌均匀，将搅拌均匀的草酸溶液滴加到料液里，滴速：一般，待草酸溶液都滴加完后，再搅拌陈化4小时，经抽滤，洗涤至PH=7，将沉淀物放在90℃烘干，然后加入120mL硅烷偶联剂570，充分搅拌，再700℃灼烧8小时，粉碎过筛后得微米氧化铈，经马尔文2000检测，D50为6.9um,BET为95.23㎡/g。

Claims

1.一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

在草酸溶液或氢氧化钠溶液中加入阴离子表面活性剂；

将含有阴离子表面活性剂的草酸溶液或氢氧化钠溶液滴加到铈的稀土盐溶液中，陈化后得到沉淀物；

生成的沉淀物经陈化、抽滤、水洗、烘干，得到前驱体；

在前驱体中加入硅烷偶联剂后灼烧；

灼烧产物经粉碎过筛后得到比表面积为100㎡/g左右，粒度为5～7um的氧化铈。

2.根据权利要求1所述的一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，其特征在于：阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。

3.根据权利要求2所述的一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，其特征在于：阴离子表面活性剂的加入量为稀土总质量的1%～5%。

4.根据权利要求1所述的一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，其特征在于：稀土盐溶液为碳酸盐，氯化盐或硝酸盐中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，其特征在于：稀土盐溶液浓度为0.8～1.5mol/L。

6.根据权利要求1所述的一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，其特征在于：草酸的加入量C₂O₄ ^2-/ CE³⁺的摩尔比为2.05～2.75/1，氢氧化钠的加入量OH^-/CE³⁺的摩尔比为3.0～3.5/1。

7.根据权利要求1所述的一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，其特征在于：陈化时间为3～4小时。

8.根据权利要求1所述的一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，其特征在于：在前驱体中加入的硅烷偶联剂为稀土总质量的10～20%。

9.根据权利要求1～8任一所述的一种大比表面积微米氧化铈的制备方法，其特征在于：前驱体在600～800℃灼烧6～8小时。