CN108002422B - 一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法 - Google Patents

一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108002422B
CN108002422B CN201810098391.3A CN201810098391A CN108002422B CN 108002422 B CN108002422 B CN 108002422B CN 201810098391 A CN201810098391 A CN 201810098391A CN 108002422 B CN108002422 B CN 108002422B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cerium
white
cerium dioxide
precipitate
submicron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810098391.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108002422A (zh
Inventor
刘卫
崔小震
杨泱
谭新
肖勇
陈月华
朱焱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YIYANG HONGYUAN RARE EARTH CO LTD
Original Assignee
YIYANG HONGYUAN RARE EARTH CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YIYANG HONGYUAN RARE EARTH CO LTD filed Critical YIYANG HONGYUAN RARE EARTH CO LTD
Priority to CN201810098391.3A priority Critical patent/CN108002422B/zh
Publication of CN108002422A publication Critical patent/CN108002422A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108002422B publication Critical patent/CN108002422B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：(1)取可溶性三价铈盐溶液，在搅拌条件下加入氨水或碳酸氢铵，调节pH至3～4，静置，过滤；向滤液中加入电解质或分散剂，在保温85℃～100℃条件下，加入固体碳酸氢铵或碳酸氢钠进行沉淀，沉淀洗涤后过滤；(2)将沉淀物在600℃～900℃条件灼烧，待冷却后，进行气流磨磨粉，得到高纯亚微米白色二氧化铈。利用本发明制得的高纯亚微米白色二氧化铈，其白度大于90％，纯度大于99.99％，分散性良好，其D50在300nm至1000nm之间。

Description

一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法。
背景技术
铈作为稀土元素，其应用极其广泛，它可作为固体电解质、固体氧化物燃料电池阳极材料、氧气传感器、紫外线吸收剂，各种反应的催化剂、颜料、抛光材料、固体激光材料、饲料添加剂、金属材料添加剂、防晒剂及紫外线吸收剂等。
目前，市场上销售的普通二氧化铈产品主要是黄色二氧化铈，它是通过焙烧碳酸铈、草酸铈和氢氧化铈等铈的化合物得到的产物，而特殊的白色二氧化铈主要是通过铈的硫酸盐焙烧而成。而白色二氧化铈用作高级光学玻璃的脱色和澄清剂、抛光材料及催化剂，其性能优于普通的黄色二氧化铈。
现有的白色二氧化铈的制备方法，如申请号为200410097548.9的中国专利申请所公开的《一种白色氧化铈的制备方法》，该方法以碳酸铈或其它铈类化合物为原料，首先对其氟化处理，再去焙烧和冷却处理，可得到白色二氧化铈，该方法以氢氟酸、氟硅酸、氟化铵为氟化材料，对环境污染大，同时在焙烧时，其氟元素无法完全去除，导致产品中氟高。申请号为200510134769.3的中国专利申请所公开的《一种白色氧化铈的生产方法》，该方法为在铈料中加入少量钕料，再利用碳酸氢铵或碳酸氢钠沉淀，得到的碳酸稀土在含氟溶液中浸泡，经灼烧后得到白色氧化铈，其利用氟来增加氧化铈的白度，其环境污染也较严重。申请号为91109167.X中国专利申请所公开的《制备白色二氧化铈的方法》，该方法以黄色二氧化铈或其它铈类化合物为原料，经硫酸或硫酸铵转化为硫酸铈或硫酸铈铵复盐后，再经灼烧成为白色二氧化铈，灼烧时有大量二氧化硫和三氧化硫有毒气体产生，对设备腐蚀严重，且严重污染环境，生产环境恶劣。国外专利号为GB1490692《制备白色二氧化铈的方法》，该方法是将铈盐经硼化后，再灼烧成白色二氧化铈，其工艺复杂，生产成本高，同时二氧化铈中含硼导致产品不纯。李秀萍等发表的论文《络合沉淀法制备高纯白色二氧化铈及其光催化的研究》，该研究以硫酸铈为原料，乙二胺四乙酸二钠为络合剂，经络合后的混合液体加热水解，水解沉淀经烘干灼烧后得到高纯白色二氧化铈，其产品中含少量硫酸根，灼烧过程也有有毒气体二氧化硫和三氧化硫产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种操作简便，染污小，生产环境友好的高纯亚微米白色二氧化铈的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：
(1)取可溶性三价铈盐溶液，在搅拌条件下加入氨水或碳酸氢铵，调节pH至3～4，静置，过滤；向滤液中加入电解质或分散剂，在保温85℃～100℃(优选90～100℃)条件下，加入固体碳酸氢铵或碳酸氢钠进行沉淀，沉淀洗涤后过滤；
(2)将沉淀物在600℃～900℃(优选750℃～850℃)条件灼烧，待冷却后，进行气流磨磨粉，得到高纯亚微米白色二氧化铈。
进一步，步骤(1)中，所述的可溶性三价铈盐溶液可为氯化铈溶液、醋酸铈溶液、硝酸铈溶液中的一种或几种。所述的可溶性三价铈盐溶液浓度控制在0.1mol/L～1mol/L。
进一步，步骤(1)中，静置的时间为1h～4h。
进一步，步骤(1)中，所加电解质或分散剂为氯化铵、醋酸铵、硝酸铵或PEG 5000；加入量为二氧化铈质量(说明：铈摩尔质量是140.12g/mol，二氧化铈为172.12g/mol，稀土溶液计质量时是按其最稳定的氧化物重量计，1mol/L铈溶液，按氧化物计为172.12g/L)的0.1％～2％。
进一步，步骤(1)中，固体碳酸氢铵或碳酸氢钠加入量为理论量的1.02倍～1.1倍，所述理论量按反应方程Ce3++3NH4HCO3＝CeOHCO3+2CO2↑+H2O+3NH4 +计算，碳酸氢钠同理。
进一步，步骤(2)中，灼烧的时间为2h～6h。
进一步，步骤(2)中，气流磨磨粉中，控制气压为0.5MPa～1.0MPa，加料速度控制在5kg/h～25kg/h。
利用本发明可以得到纯度大于99.99％，粒径在300nm～1000nm，白度大于90％的二氧化铈，反应条件温和，极易过滤，同时本发明不带入难以分解的杂质，不使用有毒有害原材料，不产生有毒有害气体，生产环境友好。
附图说明
图1为本发明的高纯亚微米白色二氧化铈工艺流程图；
图2为本发明的高纯亚微米白色二氧化铈X射线衍射图；
图3为本发明的高纯亚微米白色二氧化铈扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参照图1，一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：
(1)取浓度为0.51mol/L的氯化铈溶液200L，在搅拌条件下加入氨水调节pH至3.5，静置1.5h小时后，过滤，向滤液中加入乙酸铵，加入量为铈氧化物质量的0.5％，升温至90℃，在保温条件下加入碳酸氢钠，加入量为理论量(理论量按反应方程Ce3++3NaHCO3＝CeOHCO3+2CO2↑+H2O+3Na+计算)的1.05倍，沉淀完全后，过滤，用纯水洗涤沉淀3次；
(2)将沉淀物在850℃下灼烧5h后冷却，将二氧化铈进行气流磨磨粉，磨粉气压为0.9MPa，进料量为8kg/h，得到高纯亚微米白色二氧化铈。所得高纯亚微米白色二氧化铈的X射线衍射图，如图2所示；所得高纯亚微米白色二氧化铈的扫描电镜图，如图3所示。二氧化铈分析结果见表1。
表1
Figure BDA0001565666860000041
实施例2
一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：
(1)取浓度为0.75mol/L的氯化铈溶液1000L，加入氨水调节pH至4，静置2h小时后过滤，向滤液中加入PEG 5000其加入量为铈氧化物质量的0.7％，升温至95℃，在保温条件下加入碳酸氢氨，加入量为理论量(理论量按反应方程Ce3++3NH4HCO3＝CeOHCO3+2CO2↑+H2O+3NH4 +计算)的1.08倍，沉淀完全后，过滤，用纯水洗涤沉淀4次；
(2)将沉淀物在900℃下灼烧6h后冷却，将二氧化铈进行气流磨磨粉，磨粉气压为1MPa，进料量为5kg/h，得到高纯亚微米白色二氧化铈。二氧化铈分析结果见表2。
表2
Figure BDA0001565666860000042
Figure BDA0001565666860000051
实施例3
一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法，包括以下步骤：
(1)取浓度为0.95mol/L的硝酸铈溶液500L，加入氨水调节pH至3，静置1.8h小时后过滤，向滤液中加入硝酸铵，加入量为铈氧化物质量的0.7％，升温至95℃，在保温条件下加入碳酸氢氨，加入量为理论量(理论量按反应方程Ce3++3NH4HCO3＝CeOHCO3+2CO2↑+H2O+3NH4 +计算)的1.09倍，沉淀完全后，过滤，用纯水洗涤沉淀3次；
(2)将沉淀物在875℃下灼烧5h后冷却，将二氧化铈进行气流磨磨粉，磨粉气压为0.8MPa，进料量为10kg/h，得到高纯亚微米白色二氧化铈。二氧化铈分析结果见表3。
表3
Figure BDA0001565666860000052

Claims (2)

1.一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取可溶性三价铈盐溶液，在搅拌条件下加入氨水或碳酸氢铵，调节pH至3～4，静置，过滤；向滤液中加入电解质，在保温85℃～100℃条件下，加入固体碳酸氢铵或碳酸氢钠进行沉淀，沉淀洗涤后过滤；
（2）将沉淀物在600℃～900℃条件灼烧，待冷却后，进行气流磨磨粉，得到高纯亚微米白色二氧化铈；
步骤(1)中，所述的可溶性三价铈盐溶液浓度控制在0.1 mol/L～1 mol/L；
步骤(1)中，所加电解质为醋酸铵或硝酸铵；
步骤(1)中，所述电解质加入量为二氧化铈质量的0.1%～2%；
步骤(1)中，固体碳酸氢铵或碳酸氢钠加入量为理论量的1.02倍～1.1倍，所述理论量按反应方程Ce3++3 NH4HCO3=CeOHCO3+2CO2↑+H2O+3NH4 +计算，碳酸氢钠同理；
步骤(2)中，灼烧的时间为2 h～6 h；
步骤(2)中，气流磨磨粉中，控制气压为0.5 MPa～1.0 MPa，加料速度控制在5 kg/h～25 kg/h。
2.根据权利要求1所述的高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的可溶性三价铈盐溶液为氯化铈溶液、醋酸铈溶液、硝酸铈溶液中的一种或几种。
CN201810098391.3A 2018-01-31 2018-01-31 一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法 Active CN108002422B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810098391.3A CN108002422B (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810098391.3A CN108002422B (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108002422A CN108002422A (zh) 2018-05-08
CN108002422B true CN108002422B (zh) 2020-02-18

Family

ID=62066590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810098391.3A Active CN108002422B (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108002422B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109928417B (zh) * 2019-02-28 2022-03-22 昆明理工大学 一种白色纯氧化铈的制备方法
CN109825198A (zh) * 2019-04-11 2019-05-31 苏州孚纳特电子新材料有限公司 一种高精度抛光粉及其制备方法
CN115724457A (zh) * 2022-12-05 2023-03-03 上海华明高纳稀土新材料有限公司 一种白色纳米氧化铈及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100374374C (zh) * 2005-08-28 2008-03-12 内蒙古科技大学 一种高比表面积纳米氧化铈的制备方法
CN101898787A (zh) * 2009-05-25 2010-12-01 甘肃稀土新材料股份有限公司 一种用氯化铈液为原料合成亚微米氧化铈的方法
CN103145168A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司 一种粒度可控制备纳米及亚微米CeO2的方法
CN103754923B (zh) * 2014-01-28 2016-08-17 内蒙古科技大学 超细氧化铈的制备方法
CN105967218B (zh) * 2016-05-06 2017-10-13 益阳鸿源稀土有限责任公司 一种盐酸体系低氯根碳酸铈的制备方法
CN106673046B (zh) * 2017-01-10 2017-12-05 益阳鸿源稀土有限责任公司 定形转化法制备碱式碳酸铈前驱体及超细氧化铈
CN106800307A (zh) * 2017-01-22 2017-06-06 海城海美抛光材料制造有限公司 一种颗粒在60um以上小松装密度二氧化铈的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108002422A (zh) 2018-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108002422B (zh) 一种高纯亚微米白色二氧化铈的制备方法
CN108689422B (zh) 一种大比表面积纳米氧化钆粉体的制备方法
KR101939265B1 (ko) 베마이트의 제조방법
CN102616826B (zh) 一种高温分解制备三价稀土氧化物的方法
CN106558695A (zh) 一种镍钴铝复合氢氧化物、镍钴铝复合氧化物及其制备方法
CN108751242A (zh) 一种低钠氧化铝分解工艺及低钠氧化铝
CN110282651B (zh) 一种利用复合沉淀剂制备高纯氧化稀土的方法
CN115724457A (zh) 一种白色纳米氧化铈及其制备方法
RU2330811C2 (ru) Способ получения высокочистого фторида лития
CN106044829B (zh) 一种白色纯氧化铈的制备方法
JP2011057529A (ja) アルミナドープジルコニアナノ粒子及びその製造方法
CN1032805C (zh) 碳酸盐沉淀法制备稀土氧化物超微粉末
CN102633306A (zh) 高纯四氧化三锰及其制备方法
CN103449511A (zh) 一种钛酸锶亚微米晶体及其制备方法
WO2017041738A1 (zh) 含铵根离子废水的回收利用工艺及金属氧化物的制备方法
EP3502060B1 (en) Zirconia sol and method for manufacturing same
CN114455618B (zh) 一种制备低钠低铁超细α-氧化铝及大孔容拟薄水铝石的方法
CN109761261A (zh) 粒径形貌可控大比表面积二氧化铈粉体的绿色制备方法
CN108863354B (zh) 一种基于低温自蔓延燃烧的y-tzp粉体制备方法
CN108217704B (zh) 一种γ氧化铝纳米粉体的水热制备方法
KR101454881B1 (ko) 초고순도 알루미나의 제조방법
JP4359531B2 (ja) ジルコニウム基酸化物の製造方法及び自動車排ガス浄化用触媒
CN106517294A (zh) 金属氧化物的制备方法
RU2415084C1 (ru) Способ получения порошка диоксида урана
CN115784292B (zh) 一种碱式碳酸铈及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A preparation method of high purity submicron white ceria

Effective date of registration: 20211115

Granted publication date: 20200218

Pledgee: Yiyang Ziyang sub branch of industrial and Commercial Bank of China Limited

Pledgor: YIYANG HONGYUAN RARE EARTH Co.,Ltd.

Registration number: Y2021430000070

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right