CN112573570A - 一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体及其制备方法 - Google Patents

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张明
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朱刘
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Abstract

本发明公开了一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体及其制备方法。本发明使用CTAB作为分散剂，制备掺杂钪铈的氧化锆超细粉体。首先采用水热法将Zr(OH)4沉淀转变为单斜氧化锆，得到四方氧化锆的前驱体并具有足够多的形核核心颗粒，随后再通过煅烧，使得到四方氧化锆结晶长大成为合适的颗粒，从而制备得到粒径均匀、粒度小、比表面积高的掺杂钪铈的氧化锆超细粉体。本发明的制备工艺过程简单，易于大规模工业化生产。

Description

一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体及其制备方法
技术领域
本发明涉及氧化锆纳米材料领域，具体涉及一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体及其制备方法。
背景技术
二氧化锆作为一种重要的陶瓷材料，具有优异的物理化学特性：高熔点与高沸点、良好的导热系数、较高的高温强度与韧性、良好的抗腐蚀与耐磨性等。随着科技发展，二氧化锆作为固态燃料电池、固态电解质组分的应用成为现今研发热点之一。
在常压下，二氧化锆具有三种晶型：单斜相(Monoclinic)、四方相(Tetragonal)和立方相(Cubic)，二氧化锆在温度达到1170℃时发生马氏体相变：由单斜氧化锆转(m-ZrO2)变为亚稳态四方氧化锆(t-ZrO2)，温度达到2370℃时则转变为立方氧化锆(c-ZrO2)，在此过程中伴随有体积变化且相变可逆—在高温产生的立方晶格冷却至低温时转化为单斜相，并且造成晶格的破碎，这对于二氧化锆的应用产生了较大限制。纯的氧化锆粉体不具备导电性，然而用二价或三价氧化物对其进行掺杂时，从高温冷却至室温时，仍可获得稳定的四方相或立方相结构。使用较低价态的Sc3+或Y3+离子替换Zr(IV)时，会产生剩余的负电荷。为保持电中性，晶体中形成了带有对等正电荷的氧空位，使得掺杂氧化锆具有一定的离子导电能力，并在固体氧化物燃料电池中取得广泛应用。
在掺杂氧化锆材料中，使用Sc3+比使用Y3+能够获得更高导电率，然而单纯掺杂Sc的氧化锆基电解质在高温下容易产生导电率较低的β相，因此可向其中掺杂Ce、Gd、Al等元素，使掺钪氧化锆维持在导电率较高的c相。其中，掺钪铈的氧化锆粉体具有较高离子电导率，且在常温下仍能维持稳定的高导电率c相，因此受到广泛关注和生产。
目前制备钪铈掺杂氧化锆纳米粉体的方法主要有固相粉碎法、溶胶凝胶法、共沉淀法、共沉淀-凝胶法、水热法等。固相粉碎法即通过球磨法对较大颗粒进行破碎，进而得到细小的粉末，其工艺简单、成本低、易扩大生产规模，但球磨过程会对粉体造成污染，且粉末形貌不均匀不可控。溶胶凝胶法可以实现分子水平的均匀掺杂，但原料价格昂贵，反应时间也较长，不易于大规模生产。共沉淀法工艺简单，可通过化学反应直接生成化学成分均一、粒度小且分布均匀的纳米粉体，但在生产过程中也容易出现团聚现象，导致组成不均匀，烧结性能差等后果。水热法是通过高压高温过程，直接从液相中使锆发生结晶，使工艺过程简单化，且制备出的粉体比表面积大，烧结活性好，对于制备SOFC、纳米催化剂等具有非常重要的意义。目前水热法制备氧化锆粉体大多采用聚乙二醇(PEG4000、PEG6000等)作为分散剂，这是一种非离子型的表面剂，使用水热反应后煅烧法所制备出的氧化锆粉体的比表面积为1m2/g左右，烧结活性不高，其性能仍有进一步提升的空间。而且，以上各种制备方法对氧化锆粉体的粒径、比表面积等皆无法有效控制，难于控制和改进样品的性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，该方法制备工艺过程简单，成本低，易于大规模工业化生产，且制备得到的掺杂钪铈氧化锆超细粉体粒径均匀、粒度小、比表面积高。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将无机锆盐与铈盐混合后加水溶解，加入含钪溶液，充分混合均匀，得到混合盐溶液；
(2)向混合盐溶液中加入分散剂，水浴加热并搅拌，直至分散剂完全溶解，向溶液中滴加沉淀剂，直至生成的沉淀可自然沉降，且上层清液为碱性，随后进行过滤、洗涤，得到氢氧化锆沉淀，所述分散剂为十六烷基三甲基溴化铵；
(3)将氢氧化锆沉淀加水搅拌均匀，并调节pH为9～10，随后转移至高压反应釜中进行水热反应；
(4)将水热后的悬浊液进行过滤、洗涤、烘干、粉碎，得到水热后的前驱体粉体；
(5)将前驱体粉体置于高温炉中煅烧，粉碎后得到比表面积为6～14m2/g的掺杂钪铈氧化锆超细粉体。
阳离子型表面剂具有带电基团，可以更好的吸附溶液中的带负电Zr(OH)4胶团。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)是一种典型的阳离子型表面剂，其可以在溶液中吸附带负电Zr(OH)4胶团，达到分散剂效果，同时使颗粒带电荷而形成静电位阻效应。另外，CTAB分子另一端较长的碳链能够保证颗粒之间可形成空间位阻效应，这种空间位阻可以减弱颗粒发生碰撞团聚和重力沉降的程度，进一步增强了分散剂的效果。相较于其它种类的表面剂，CTAB成本低，分散效果好，更有利于获得粒径均匀、粒度小、比面积高的掺杂钪铈氧化锆超细粉体。
本发明使用CTAB作为分散剂，制备掺杂钪铈的氧化锆超细粉体。首先本发明采用水热法将Zr(OH)4沉淀转变为单斜氧化锆，得到四方氧化锆的前驱体并具有足够多的形核核心颗粒，随后再通过煅烧，使得到四方氧化锆结晶长大成为合适的颗粒，以此来制备出一种高比表面积、具有良好稳定性的掺杂钪铈的氧化锆超细粉体。本发明的制备工艺过程简单，成本低，易于大规模工业化生产。
优选地，所述步骤(2)中混合盐溶液和分散剂的添加比例为1L:(4～25)g。
优选地，所述步骤(3)中，水热反应温度为120～150℃，水热时间为8～40小时。采用120～150℃、8～40小时的水热条件不仅使单斜氧化锆可以较好的生成，同时也避免了过高的水热温度与水热时间造成操作上的不便与成本的升高。
本发明通过优化上述水热反应温度、水热时间、CTAB用量等工艺参数，使得掺杂钪铈的氧化锆超细粉体的粒径、比表面积、形貌等参数可控，得到比表面积为6～14m2/g，D50粒径为0.3-0.8μm掺杂钪铈的氧化锆超细粉体。
优选地，所述混合盐溶液中锆、钪、铈的原子比为100：(10～15)：(1～5)。
需要说明的是，本发明对于含钪溶液的制备方法无特别限定，所述含钪溶液可以采用盐酸溶解氧化钪制备得到，也可以采用氯化钪直接溶于水制备得到。
优选地，所述无机锆盐为ZrOCl2，所述混合盐溶液中ZrO2+的浓度为0.1～1mol/L。
优选地，步骤(2)中，洗涤的标准为直至滤液电导率小于50μS/cm2。
优选地，所述沉淀剂为氨水，且氨水的浓度为4～6mol/L。
优选地，所述步骤(4)中的洗涤的步骤为：先采用水洗，接着采用含有1～5wt％的分散剂乙醇溶液进行洗涤，分散剂为十六烷基三甲基溴化铵，有助于获得具有较大的比表面积和较小的粒度的掺杂钪铈氧化锆超细粉体。
优选地，所述步骤(5)中，煅烧温度为900～1200℃，煅烧时间为6～24小时，使ZrO2晶粒长大并发生相变，得到粒度合适的四方相ZrO2。本发明对所述高温炉没有特殊要求，只要能满足本申请的煅烧温度及精确控制升温速率即可，本发明高温炉可选择使用马弗炉、管式炉、井式炉等。
本发明还提供了根据上述方法制备得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体。本发明制备得到的掺杂钪铈氧化锆超细粉体的比表面积为6～14m2/g，D50粒径为0.3-0.8μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明采用阳离子表面剂CTAB作为分散剂，通过水热和煅烧处理，制备得到粒径均匀、粒度小、比表面积高的掺杂钪铈氧化锆超细粉体；
(2)本发明通过调节水热反应温度、水热时间、分散剂用量等工艺，使得掺杂钪铈氧化锆超细粉体的粒径、比表面积、形貌等参数可控；
(3)本发明合成粉体成本较低，工艺过程简单，易于大规模工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1-6制备掺杂钪铈氧化锆超细粉体的流程图
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、称取8.62g氧化钪于烧杯中，加6mol/L盐酸煮沸溶解制备为含钪溶液，随后称取八水合氯氧化锆385g、七水合氯化铈5.2g溶于水中，与含钪溶液混合均匀，并配制成为1L的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入4g CTAB作为分散剂，水浴加热并搅拌至CTAB完全溶解，随后缓慢滴加浓氨水使之生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶状沉淀以避免其完全凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试(IR)，以得到其中锆的组成形式，见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在135℃下进行水热反应18h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、2；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1200℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
实施例2：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入20g分散剂CTAB，水浴加热80℃并搅拌至CTAB完全溶解，随后缓慢滴加浓氨水，使其生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶沉淀并加水稀释，直至沉淀不再发生凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在135℃下进行水热反应18h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、2；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1200℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
实施例3：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入25g分散剂CTAB，水浴加热并搅拌至CTAB完全溶解，随后缓慢滴加浓氨水，使其生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶沉淀并加水稀释，直至沉淀不再发生凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在150℃下进行水热反应18h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，如表1、2；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1200℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
实施例4：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入20g分散剂CTAB，水浴加热并搅拌至CTAB完全溶解后，溶液缓慢滴加浓氨水使之生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶状沉淀以避免其完全凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在150℃下进行水热反应36h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、2；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1000℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
实施例5：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入25g分散剂CTAB，水浴加热并搅拌至CTAB完全溶解后，缓慢滴加浓氨水使之生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶状沉淀以避免其完全凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在120℃下进行水热反应36h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、2所示；
步骤五、随后将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1200℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
实施例6：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入20g分散剂CTAB，水浴加热并搅拌至CTAB完全溶解后，缓慢滴加浓氨水使之生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶状沉淀以避免其完全凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在150℃下进行水热反应36h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、2；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1100℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
对比例1：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入4g分散剂PVP(聚乙烯吡咯烷酮，K30)，水浴加热并搅拌至CTAB完全溶解后，缓慢滴加浓氨水使之生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶状沉淀以避免其完全凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在135℃下进行水热反应18h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、2所示；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1200℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
对比例2：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入8g分散剂PVP(聚乙烯吡咯烷酮，K30)，水浴加热并搅拌至CTAB完全溶解后，缓慢滴加浓氨水使之生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶状沉淀以避免其完全凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在135℃下进行水热反应36h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、2；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1200℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
对比例3：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入20g分散剂PEG6000，水浴加热并搅拌至PEG6000完全溶解后，缓慢滴加浓氨水使之生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶状沉淀以避免其完全凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在150℃下进行水热反应36h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、2；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1200℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
对比例4：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入20g分散剂CTAB，水浴加热并搅拌至CTAB完全溶解后，缓慢滴加浓氨水使之生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶状沉淀以避免其完全凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，结果见表1；另外取适量滤饼，重新加水并搅拌均匀，使用氨水调节其pH＝9.0，随后转移至高压反应釜中，放置于鼓风干燥箱中在180℃进行水热反应5h；
步骤四、将水热反应后的液体进行抽滤、水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体，取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、2；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行煅烧，温度1200℃，时间12小时，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
对比例5：
一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、配置同实施例1中步骤一所述的混合盐溶液；
步骤二、向上述混合盐溶液中加入20g分散剂CTAB，水浴加热80℃并搅拌至CTAB完全溶解，随后缓慢滴加浓氨水，使其生成凝胶状沉淀，保持水浴加热与搅拌状态，期间定期粉碎凝胶沉淀并加水稀释，直至沉淀不再发生凝结，待溶液pH＝9～10时反应结束；
步骤三、将反应后的沉淀进行抽滤、洗涤后得到滤饼，先取少量滤饼干燥并进行红外光谱测试，以得到其中锆的组成形式，结果见表1；
步骤四、将滤饼进行水洗、无水乙醇洗、烘干、粉碎，得到前驱体粉体；
步骤五、将前驱体粉体置于马弗炉中进行二次焙烧，其中第一次焙烧的温度为400℃，保温时间为5h，第二次焙烧的温度为700℃，保温时间为3h，得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，随后取适量样品进行XRD、BET及粒度分布测试，结果见表1、3。
表1水热前、水热后、煅烧后的锆组成形式测试结果
Figure BDA0002876619520000101
表2水热后煅烧前样品BET及粒度分布
Figure BDA0002876619520000111
表3水热及煅烧后样品BET及粒度分布
Figure BDA0002876619520000112
由上述实施例与对比例可以看到，本发明使用CTAB作为分散剂，并通过水热法使Zr(OH)4沉淀胶体转变成为了单斜相ZrO2，再通过煅烧过程使ZrO2晶粒长大并发生相变，得到了实际需要的、粒度合适的四方相ZrO2，制备过程工艺简单，易实现工业化生产。
由实施例1、对比例1-3结果可知，相较于PVP(聚乙烯吡咯烷酮，K30)、PEG6000，本发明采用CTAB作为分散剂，具有成本低，分散效果好的特点，且制备得到的掺杂钪铈氧化锆超细粉体具有较大的比表面积和较小的粒度。
由实施例1和对比例4-5结果可知，本发明通过调节水热反应温度、水热时间和煅烧参数，有助于获得具有较大的比表面积和较小的粒度的掺杂钪铈氧化锆超细粉体。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将无机锆盐与铈盐混合后加水溶解，加入含钪溶液，充分混合均匀，得到混合盐溶液；
(2)向混合盐溶液中加入分散剂，水浴加热并搅拌，直至分散剂完全溶解，向溶液中滴加沉淀剂，直至生成的沉淀可自然沉降，且上层清液为碱性，随后进行过滤、洗涤，得到氢氧化锆沉淀，所述分散剂为十六烷基三甲基溴化铵；
(3)将氢氧化锆沉淀加水搅拌均匀，并调节pH为9～10，随后转移至高压反应釜中进行水热反应；
(4)将水热后的悬浊液进行过滤、洗涤、烘干、粉碎，得到水热后的前驱体粉体；
(5)将前驱体粉体置于高温炉中煅烧，粉碎后得到比表面积为6～14m2/g的掺杂钪铈氧化锆超细粉体。
2.根据权利要求1所述的掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中混合盐溶液和分散剂的添加比例为1L:(4～25)g。
3.根据权利要求1所述的掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，水热反应温度为120～150℃，水热时间为8～40小时。
4.根据权利要求1所述的掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，其特征在于，所述混合盐溶液中锆、钪、铈的原子比为100：(10～15)：(1～5)。
5.根据权利要求1所述的掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，其特征在于，所述无机锆盐为ZrOCl2，所述混合盐溶液中ZrO2+的浓度为0.1～1mol/L。
6.根据权利要求1所述的掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂为氨水，且氨水的浓度为4～6mol/L。
7.根据权利要求1所述的掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的洗涤的步骤为：先采用水洗，接着采用含有1～5wt％的分散剂乙醇溶液进行洗涤。
8.根据权利要求1所述的掺杂钪铈氧化锆超细粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，煅烧温度为900～1200℃，煅烧时间为6～24小时。
9.根据权利要求1-8任一项所述方法制备得到掺杂钪铈氧化锆超细粉体，其特征在于，所述掺杂钪铈氧化锆超细粉体的比表面积为6～14m2/g，D50粒径为0.3-0.8μm。
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