CN109133920B - 共聚合辅助内凝胶法制备CeO2陶瓷微球的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷成型工艺领域，具体涉及一种二氧化铈微球及其制备方法和用途。包括：将柠檬酸铈、六次甲基四胺、尿素、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和过硫酸铵混合，以便得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液分散到硅油当中，以便得到凝胶球；将所述凝胶球进行焙烧处理，以便得到二氧化铈微球。通过本发明的方法制备得到的二氧化铈陶瓷微球强度大，在洗涤过程中不会发生缺损或破碎，而且工艺简单，对环境的破坏性小。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷成型工艺领域，具体涉及一种二氧化铈陶瓷微球及其制备方法和用途，尤其涉及一种通过共聚合辅助内凝胶法制备二氧化铈微球的方法，以及通过该方法制备得到的二氧化铈微球和用途。
背景技术
随着我国核能技术的发展，乏燃料的累积量将会逐渐增多，其中包含可循环使用的235U、238U、Pu、中短寿命的裂变产物、次锕系元素和长寿命裂变产物。对乏燃料的潜在危害性分析表明，其远期风险主要来自于Np、Am、Cm等次锕系元素和长寿命裂变产物，需要经过几万甚至几十万年其放射水平才能降到天然铀矿的水平，这就需要一种高效处理次锕系元素和长寿命裂变产物的方法。自二十世纪九十年代初以来，一些先进核能国家已经对加速器驱动的次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)开展了深入的研究，其安全性和嬗变核废料的能力已经获得广泛的国际认可。研究表明，在含有U的次临界系统的反应堆堆芯中，U通过中子俘获反应以及衰变过程会转换成次锕系元素等，进而影响系统的嬗变效率。因此，为了提高系统的嬗变效率，无铀的核燃料是核废料嬗变系统的理想核燃料，这种核燃料使用时需要相应的惰性基质作为支撑材料。
Ce与Pu有相似的化学形式和热稳定性，二氧化铈(CeO2)能够很好的模拟氧化钚，且其中子俘获截面低，辐射条件下稳定，使得二氧化铈成为含Pu嬗变核燃料的惰性基质的最佳材料之一。然而二氧化铈微球材料的制备还需要进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种通过共聚合辅助内凝胶法制备二氧化铈微球的方法，由该方法制备得到的二氧化铈微球的强度大，而且在制备过程中不会发生缺损或者破碎，具有良好的性能，可以应用于核能领域中。
本发明的发明人在研究过程中发现，在制备获得二氧化铈陶瓷微球的过程中，常常面临着繁琐的洗涤工艺，在这个过程中会产生大量的无机废液和有机废液。为此，本发明的发明人创造性的发现了一种可以利用共聚合辅助内凝胶法制备二氧化铈陶瓷微球的方法，该方法在制备过程中加入聚合单体丙烯酸，对内凝胶法中产生的脲醛树脂进行改性，减缓了脲醛树脂在热处理过程中的分解速率。前驱体溶液在凝胶成球后，凝胶球只需依次用三氯乙烯和丙二醇甲醚洗涤微球即可，明显地减少了洗涤废液的产生。而且微球中没有被洗掉的有机物将通过两步热处理(先在Ar气中热处理，然后在空气气氛中热处理)去除。
具体而言，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种制备二氧化铈微球的方法，包括：将柠檬酸铈、六次甲基四胺、尿素、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和过硫酸铵混合，以便得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液分散到硅油当中，以便得到凝胶球；将所述凝胶球进行焙烧处理，以便得到二氧化铈微球。
本发明通过将柠檬酸铈、六次甲基四胺、尿素以及N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和过硫酸铵混合，一方面六次甲基四胺和尿素可以作为沉淀剂，可以使得柠檬酸铈均匀凝胶，另一方面当其分散到硅油中时，六次甲基四胺能快速水解生成氨和甲醛，甲醛和尿素发生缩合反应，生成脲醛树脂，使得凝胶球的粘合性更强，并起到支撑作用，避免了微球之间碰撞导致的球形度变差，再者丙烯酸在高温下可以发生自聚，通过与脲醛树脂发生交联来改性脲醛树脂在制备过程中加入聚合单体丙烯酸，对内凝胶法中产生的脲醛树脂进行改性，减缓了脲醛树脂在热处理过程中的分解速率。通过本发明的方法制备得到的二氧化铈微球强度大，粒径均一，具有良好的性能。而且该方法工艺简单，大量减少了洗涤废液的使用，降低了对于环境的破坏性。
根据本发明的实施例，以上制备二氧化铈微球的方法可以进一步附加如下技术特征：
根据本发明的实施例，所述六次甲基四胺、尿素的含量比为：2.0～2.6(mol)：2.0～2.6 (mol)。
根据本发明的实施例，所述丙烯酸的加入量为0.5～2mL，所述过硫酸铵的加入量为 0.04～0.2g。
根据本发明的实施例，所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺的加入量为0.02～0.1g。
根据本发明的实施例，所述硅油的温度在85摄氏度以上，优选为85～90摄氏度。在该温度下，六次甲基四胺能够发生快速水解生成氨和甲醛，甲醛能够和尿素发生缩合反应，生成脲醛树脂。在该温度下，能够保证前驱体液滴在硅油中能够快速凝胶，防止前驱体液滴在硅油中凝胶缓慢而造成凝胶球沉落底部，导致形成的微球的球形度不好。根据本发明的实施例，硅油的温度优选为水浴条件下85～90摄氏度。
根据本发明的实施例，所述焙烧处理是先在Ar气气氛下于600摄氏度焙烧，再在空气气氛下于600摄氏度以上。根据本发明的实施例，所述焙烧处理是先在Ar气气氛下于600摄氏度焙烧3小时，再在空气气氛下于600摄氏度焙烧3小时。通过在氩气气氛下焙烧，可以分解凝胶球中的高分子有机物，并且将有机物碳化，完成排焦过程；然后在空气气氛下焙烧，可以将凝胶球中的碳氧化，在焙烧过程中随着碳的丢失，所制备得到的微球收缩。根据本发明的实施例，在氩气气氛下焙烧后，可以在600～1400摄氏度空气气氛下焙烧。
根据本发明的实施例，所述柠檬酸铈通过将铈盐和柠檬酸混合制备得到。
根据本发明的实施例，所述铈盐和所述柠檬酸的摩尔量比为(1.6～2)：(1.4～2)。
根据本发明的实施例，所述铈盐选自下列至少之一：硝酸铈、氯化铈、硫酸铈或醋酸铈。这些铈盐，例如相比较于草酸铈，不会在强酸下成为沉淀；相比较于硝酸铈铵，不会反应生成氨气。可以方便用于柠檬酸铈的制备。
根据本发明的实施例，所述方法进一步包括：
将所述六次甲基四胺、尿素和N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合，以便得到第一混合液；
将所述柠檬酸铈与所述第一混合液混合，以便得到第二混合液；
将所述丙烯酸和过硫酸铵与所述第二混合液混合，以便得到所述前驱体溶液。
根据本发明的实施例，所述方法进一步包括：
在将所述凝胶球进行焙烧处理之前，对所述凝胶球进行陈化处理，以便得到陈化处理的凝胶球。根据本发明的实施例，所述陈化处理是指将凝胶球放置于硅油中静置放置。对凝胶球进行陈化处理的目的是为了让柠檬酸铈充分凝胶。
根据本发明的实施例，所述陈化处理的时间为0.5～1小时。
根据本发明的实施例，所述方法进一步包括：在将所述凝胶球进行焙烧处理之前，对所述凝胶球进行洗涤处理。
根据本发明的实施例，所述方法进一步包括：对所述陈化处理的凝胶球进行洗涤处理。
根据本发明的实施例，所述方法进一步包括：采用三氯乙烯和丙二醇甲醚进行所述洗涤处理。
根据本发明的实施例，在对所述凝胶球进行洗涤处理之后，对所述凝胶球进行干燥处理。
根据本发明的实施例，所述干燥处理是在60～80摄氏度下处理12小时以上。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种二氧化铈微球，所述二氧化铈微球是根据本发明第一方面任一实施例所述的方法制备得到。
根据本发明的实施例，所述二氧化铈微球的粒径为300～600μm，所述二氧化铈微球多孔。
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种二氧化铈微球在核能领域中的应用，所述二氧化铈微球为根据本发明第二方面所述的二氧化铈微球。
本发明所取得的有益效果为：本发明在制备二氧化铈微球的过程中添加丙烯酸，对凝胶球中的脲醛树脂进行了改性，减缓了热处理过程中的分解速率；制备出的微球强度高，洗涤过程没有发生破碎；两步热处理后，微球保持完整；简化了洗涤工艺，显著的减少了洗涤废液的产生。
附图说明
图1为根据本发明的实施例提供的经过干燥处理后的凝胶球的TG-DSC曲线图。
图2为根据本发明的实施例提供的干燥后的凝胶球的光学显微镜的全貌图。
图3为根据本发明的实施例提供的将干燥后的凝胶球经过氩气气氛焙烧后的光学显微镜图。
图4为根据本发明的实施例提供的将干燥后的凝胶球经过氩气气氛以及氧气气氛焙烧后得到的二氧化铈陶瓷微球的光学显微镜图。
图5为根据本发明的实施例提供的将干燥后的凝胶球经过氩气气氛以及氧气气氛焙烧后得到的二氧化铈陶瓷微球的全貌扫描电镜图。
图6为根据本发明的实施例提供的将干燥后的凝胶球经过氩气气氛以及氧气气氛焙烧后得到的二氧化铈陶瓷微球表面的微观形貌扫描电镜图。
图7为根据本发明的实施例提供的将干燥后的凝胶球经过氩气气氛以及氧气气氛焙烧后得到的二氧化铈陶瓷微球的断面扫描电镜图。
图8为根据本发明的实施例提供的将干燥后的凝胶球经过氩气气氛以及氧气气氛焙烧后得到的二氧化铈陶瓷微球的断面微观形貌扫描电镜图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
二氧化铈微球的制备方法
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种制备二氧化铈微球的方法，包括：将柠檬酸铈、六次甲基四胺、尿素、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和过硫酸铵混合，以便得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液分散到硅油当中，以便得到凝胶球；将所述凝胶球进行焙烧处理，以便得到二氧化铈微球。
在本发明的一种具体实施方式中，本发明提供了一种二氧化铈微球的制备方法，包括：将柠檬酸铈、六次甲基四胺、尿素、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和过硫酸铵混合，以便得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液分散到硅油当中，以便得到凝胶球；将所述凝胶球进行陈化处理和焙烧处理，以便得到二氧化铈微球。根据本发明的实施例，所述陈化处理的时间为0.5～1小时。
在本发明的一种具体实施方式中，在对所述凝胶球进行焙烧处理之前，对所述凝胶球进行洗涤处理和干燥处理。根据本发明的实施例，采用三氯乙烯和丙二醇甲醚进行所述洗涤处理。
二氧化铈微球
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种二氧化铈微球，所述二氧化铈微球的粒径为300～600μm，所述二氧化铈微球多孔。
通过本发明制备得到的二氧化铈微球，在ADS系统(次临界中子加速系统)中的具有重要的应用价值。例如，具体可以表现为：本发明制备的多孔的氧化铈微球，通过吸附次锕系元素来制备嬗变元件(用于ADS系统中的包含长寿命放射性元素的微球)，用于ADS 系统中；例如还可以表现为：由于三价铈离子和三价次锕系元素的柠檬酸盐稳定常数相近，可以通过溶胶凝胶法直接制备包含次锕系元素的氧化铈微球，并且可以使次锕系元素在微球中的分布均匀，用于ADS系统中。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
表1实施例中所用到的试剂及其厂家信息
实施例1
实施例1提供了一种制备CeO2陶瓷微球的方法，包括如下步骤：
(1)制备前驱体溶液：将六水硝酸亚铈(Ce(NO3)3·6H2O)和柠檬酸溶解配置成第一溶液，其中Ce(NO3)3和柠檬酸的浓度分别为1.6mol/L和1.6mol/L。然后将所述第一溶液放入4℃的冷却水中冷却30min。
将六次甲基四胺和尿素混合，所述六次甲基四胺和所述尿素的浓度都为2.6mol/L，然后向其中加入0.02g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌澄清，得到第二溶液。将所述第二溶液放入4℃的冷却水中冷却30min。
将上述含有六次甲基四胺、尿素以及N,N-亚甲基双丙烯酰胺的第二溶液加入到含有 Ce(NO3)3和柠檬酸的第一溶液中，所述第二溶液和所述第一溶液的体积比为1:1，搅拌溶液至澄清，得到第三溶液，然后向第三溶液中滴加0.5mL的丙烯酸(AA)和0.04g过硫酸铵，搅拌溶液至澄清，得到前驱体溶液，然后放入4℃的冷却水中冷却30min。
(2)将步骤(1)得到的前驱体溶液分散到85℃的硅油中，使前驱体液滴在硅油中快速凝胶成球；
(3)将步骤(2)中得到的凝胶球在硅油中进行陈化处理，陈化时间为1h；
(4)将步骤(3)中得到的凝胶球进行洗涤处理：将陈化后得到的凝胶球用三氯乙烯洗涤2次，每次持续至少20min；然后将凝胶球使用丙二醇甲醚洗涤2次，每次至少20min；
(5)将步骤(4)中得到的凝胶球放置于60℃的烘箱中，干燥处理15h，得到干燥处理的凝胶球；
(6)将步骤(5)得到的经过干燥处理的凝胶球进行烧结：首先在氩气气氛下，600℃焙烧3h，使凝胶球中的有机物碳化，然后在空气气氛下，600℃焙烧3h，得到二氧化铈陶瓷微球。
对制备得到的样品进行如下表征：
利用NETZSCH STA 449F3型热分析仪，利用步骤(5)制备得到的干燥处理后的凝胶球，制备得到TG-DSC曲线，如图1所示。从图1可以看出，两个曲线分别对应的是质量曲线(TG)曲线和DSC曲线。凝胶干燥球从100℃开始失重，此时是凝胶球中的吸附水和结合水挥发，失重速率缓慢，当温度增加到175℃时，凝胶球的失重速率增加，此时凝胶球中的柠檬酸开始发生分解，随着温度的增加柠檬酸铈的分解速率增加，凝胶球的失重速率变大，当温度增加到305.1℃后凝胶球的失重速率降低，DSC曲线在305.1℃有一个小的放热峰。这是因为凝胶球中的改性脲醛树脂发生了分解，但是经过改性后的脲醛树脂在分解时无急剧的质量变化。
利用RigakuX-III型射线衍射(X-ray diffraction，XRD)仪分析样品的物相结构，表明所制备得到二氧化铈凝胶微球结构完整。
然后利用光学显微镜和扫描电镜测定所制备得到的样品的形貌。其中，图2为根据步骤(5)制备得到的干燥处理后的凝胶球的光学显微镜图。图3为将干燥处理后的凝胶球仅经过氩气气氛焙烧的光学显微镜图。图4为根据干燥球经过氩气气氛以及氧气气氛焙烧后得到的二氧化铈陶瓷微球的光学显微镜图。从图2-图4的结果可以看出，经过焙烧后的微球相较于干燥后的凝胶球的粒径变小。这主要是因为，干燥后的凝胶球在氩气气氛下焙烧能够将有机物碳化，在氧气气氛中焙烧能够将微球中的碳氧化，在焙烧过程中随着碳的丢失，微球发生收缩，粒径变小。
图5，6分别为根据本发明的实施例将干燥后的凝胶球经过氩气气氛以及氧气气氛焙烧后得到的二氧化铈陶瓷微球的全貌扫描电镜图和表面的微观形貌扫描电镜图。图7，8分别为根据本发明的实施例将干燥后的凝胶球经过氩气气氛以及氧气气氛焙烧后得到的二氧化铈陶瓷微球的断面扫描电镜图和断面微观形貌扫描电镜图。从图5-图8的结果可以看出，经过焙烧后的微球的表面和断面都是疏松多孔的结构。经过该实施例制备得到的二氧化铈陶瓷微球粒径均一，且粒径在600μm左右。
实施例2
实施例1提供了一种制备CeO2陶瓷微球的方法，包括如下步骤：
(1)制备前驱体溶液：将六水硝酸亚铈(Ce(NO3)3·6H2O)和柠檬酸溶解配置成第一溶液，其中Ce(NO3)3和柠檬酸的浓度分别为2mol/L和2mol/L。然后将所述第一溶液放入4℃的冷却水中冷却30min。
将六次甲基四胺和尿素混合，所述六次甲基四胺和所述尿素的浓度都为2mol/L，然后向其中加入0.1g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌澄清，得到第二溶液。将所述第二溶液放入 4℃的冷却水中冷却30min。
将上述含有六次甲基四胺、尿素以及N,N-亚甲基双丙烯酰胺的第二溶液加入到含有 Ce(NO3)3和柠檬酸的第一溶液中，所述第二溶液和所述第一溶液的体积比为1:1，搅拌溶液至澄清，得到第三溶液，然后向第三溶液中滴加2mL的丙烯酸(AA)和0.1g过硫酸铵，搅拌溶液至澄清，得到前驱体溶液，然后放入4℃的冷却水中冷却30min。
(2)将步骤(1)得到的前驱体溶液分散到90℃的硅油中，使前驱体液滴在硅油中快速凝胶成球；
(3)将步骤(2)中得到的凝胶球在硅油中进行陈化处理，陈化时间为0.5h；
(4)将步骤(3)中得到的凝胶球进行洗涤处理：将陈化后得到的凝胶球用三氯乙烯洗涤2次，每次持续至少20min；然后将凝胶球使用丙二醇甲醚洗涤2次，每次至少20min；
(5)将步骤(4)中得到的凝胶球放置于80℃的烘箱中，干燥处理12h，得到干燥处理的凝胶球；
(6)将步骤(5)得到的经过干燥处理的凝胶球进行烧结：首先在氩气气氛下，600℃焙烧3h，使凝胶球中的有机物碳化，然后在空气气氛下，800℃焙烧3h，得到二氧化铈陶瓷微球。
按照与实施例1相同的方法对所制备得到的二氧化铈陶瓷微球进行表征。结果表明所制备得到的二氧化铈微球粒径均一，粒径约为500μm左右。
实施例3
实施例1提供了一种制备CeO2陶瓷微球的方法，包括如下步骤：
(1)制备前驱体溶液：将六水硝酸亚铈(Ce(NO3)3·6H2O)和柠檬酸溶解配置成第一溶液，其中Ce(NO3)3和柠檬酸的浓度分别为2mol/L和2mol/L。然后将所述第一溶液放入4℃的冷却水中冷却30min。
将六次甲基四胺和尿素混合，所述六次甲基四胺和所述尿素的浓度都为2mol/L，然后向其中加入0.08g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌澄清，得到第二溶液。将所述第二溶液放入4℃的冷却水中冷却30min。
将上述含有六次甲基四胺、尿素以及N,N-亚甲基双丙烯酰胺的第二溶液加入到含有 Ce(NO3)3和柠檬酸的第一溶液中，所述第二溶液和所述第一溶液的体积比为1:1，搅拌溶液至澄清，得到第三溶液，然后向第三溶液中滴加1mL的丙烯酸(AA)和0.1g过硫酸铵，搅拌溶液至澄清，得到前驱体溶液，然后放入4℃的冷却水中冷却30min。
(2)将步骤(1)得到的前驱体溶液分散到95℃的硅油中，使前驱体液滴在硅油中快速凝胶成球；
(3)将步骤(2)中得到的凝胶球在硅油中进行陈化处理，陈化时间为1h；
(4)将步骤(3)中得到的凝胶球进行洗涤处理：将陈化后得到的凝胶球用三氯乙烯洗涤2次，每次持续至少20min；然后将凝胶球使用丙二醇甲醚洗涤2次，每次至少20min；
(5)将步骤(4)中得到的凝胶球放置于60℃的烘箱中，干燥处理12h，得到干燥处理的凝胶球；
(6)将步骤(5)得到的经过干燥处理的凝胶球进行烧结：首先在氩气气氛下，600℃焙烧3h，使凝胶球中的有机物碳化，然后在空气气氛下，100℃焙烧2h，得到二氧化铈陶瓷微球。
按照与实施例1相同的方法对所制备得到的二氧化铈陶瓷微球进行表征。结果表明所制备得到的二氧化铈微球粒径均一，粒径约为430μm左右。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (12)
1.一种制备二氧化铈微球的方法，其特征在于，包括：
将柠檬酸铈、六次甲基四胺、尿素、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和过硫酸铵混合，以便得到前驱体溶液；
将所述前驱体溶液分散到硅油当中，以便得到凝胶球；
将所述凝胶球进行焙烧处理，以便得到二氧化铈微球，
其中，所述柠檬酸铈通过将铈盐和柠檬酸混合制备得到；所述铈盐和所述柠檬酸的摩尔量比为(1.6～2)：(1.4～2)；所述铈盐选自下列至少之一：硝酸铈、氯化铈、硫酸铈或醋酸铈，
进一步包括：
在将所述凝胶球进行焙烧处理之前，采用三氯乙烯和丙二醇甲醚对所述凝胶球进行洗涤处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述六次甲基四胺和所述尿素的摩尔比为2.0～2.6：2.0～2.6。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸的加入量为0.5～2mL，所述过硫酸铵的加入量为0.04～0.2g。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺的加入量为0.02～0.1g。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅油的温度在85摄氏度以上。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述硅油的温度为85～90摄氏度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧处理是先在Ar气气氛下于600摄氏度焙烧，再在空气气氛下于600摄氏度以上焙烧。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将所述六次甲基四胺、尿素和N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合，以便得到第一混合液；
将所述柠檬酸铈与所述第一混合液混合，以便得到第二混合液；
将所述丙烯酸和过硫酸铵与所述第二混合液混合，以便得到所述前驱体溶液。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在将所述凝胶球进行所述洗涤处理之前，对所述凝胶球进行陈化处理，以便得到陈化处理的凝胶球；
所述陈化处理的时间为0.5～1小时。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：在对所述凝胶球进行所述洗涤处理之后和所述焙烧处理之前，对所述凝胶球进行干燥处理；
所述干燥处理是在60～80摄氏度下处理12小时以上。
11.一种二氧化铈微球，其特征在于，所述二氧化铈微球是通过权利要求1～10中任一项所述的方法制备得到；
所述二氧化铈微球的粒径为300～600μm，所述二氧化铈微球多孔。
12.权利要求11所述的二氧化铈微球在核能领域中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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