CN1200051C - 纳米稀土氧化物粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米稀土氧化物粉的制备方法。它包括将原料稀土的硝酸或盐酸水溶液与沉淀剂碳酸盐相混和，再经灼烧，特别是稀土硝酸盐为Ln(NO3)3，稀土盐酸盐为LnCl3，其中Ln＝La，Nd，Sm，Gd，Eu，Y，Ce，Dy，其水溶液的摩尔数为0.1-0.6mol/L；再将浓度为0.3-0.6mol/L的沉淀剂NaOH或碳酸盐为Na2CO3的水溶液与前述的Ln(NO3)3或LnCl3水溶液相混合，其体积比例为1.5-3∶1，pH值为6-7，搅拌10分钟以上后甩干，得碱式碳酸盐或碳酸盐或氢氧化物；然后将分散剂醇类物与获得物搅拌均匀，其比例为3∶9(摩尔比)；最后将碱式碳酸盐或碳酸盐在400-650℃下、或将氢氧化物在300-600℃下灼烧1-2小时后空冷，得纳米稀土氧化物粉。它可将稀土氧化物制备成纳米稀土氧化物粉。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种纳米稀土氧化物粉的制备方法。
二、背景技术
纳米稀土氧化物及其产品具有许多新的特性，它可用作石油化工领域中的高效催化剂、有机硅合成反应新型固体催化剂、橡胶及高聚物合成中的新型催化剂、光催化剂，还可用作有害气体降解反应器、新型稀土纳米光学材料等，在超塑性纳米Y2O3稳定化的ZrO2陶瓷等方面有着广阔的应用价值。因此，人们采用了多种制备方法意欲获得纳米稀土氧化物粉，目前常用的制备方法主要有水解法、水热法，多种形式的沉淀法等，但都未制备出分散性好、粒径均匀的纳米级的纯稀土氧化物粉，如在1994年10月5日公布的中国发明专利申请公开说明书CN-1093059A中披露了一种“碳酸盐沉淀法制备稀土氧化物超微粉末”，它是以稀土的硝酸或盐酸溶液为原料，用氨水或草酸调节其的PH值后再直接加入碳酸盐或通入二氧化碳来进行沉淀，经过滤、烘干、灼烧得到稀土超微粉末。但是，这种方法存在着诸多的不足之处，首先，制备出的稀土氧化物粉的粒径为纳米至亚微米级的很宽的尺度范围，且小粒径产物多为团聚状，不能满足某些仅需小粒径的纳米级粉材和其分散好且均匀的要求；其次，制备过程中因使用了氨水，故有氨气的排放，对环境造成了一定的污染。
三、发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处而提供一种纳米稀土氧化物粉的制备方法。
1、一种纳米稀土氧化物粉的制备方法，包括将原料稀土的硝酸盐或盐酸盐水溶液与沉淀剂碳酸盐或NaOH相混合，再经灼烧，其特征在于：
1.1所说的稀土硝酸盐为Ln(NO3)3，所说的稀土盐酸盐为LnCl3，其中Ln＝La，Nd，Sm，Gd，Eu，Y，Ce，Dy，其水溶液的摩尔浓度为0.1-0.6mol/L，
1.2再将浓度为0.3-0.6mol/L的沉淀剂NaOH或碳酸盐Na2CO3的水溶液与前述的Ln(NO3)3或LnCl3水溶液相混合，它们之间的体积比例为1.5-3∶1，使其的PH值为6-7，搅拌10分钟以上后甩干，得到Ln＝La，Nd，Sm，Gd或Y时的碱式碳酸盐或Ln＝Eu，Ce时的碳酸盐或氢氧化物，
1.3然后将分散剂醇类物与获得的碱式碳酸盐或碳酸盐或氢氧化物搅拌均匀，它们之间的摩尔比为3∶9，
1.4最后将碱式碳酸盐或碳酸盐在400-650℃下、或将氢氧化物在300-600℃下灼烧1-2小时后空冷，得到纳米稀土氧化物粉。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征是醇类物为乙醇或异丙醇或丁醇或戊醇。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征是对反应所得的产物(碱式碳酸盐或碳酸盐或氢氧化物)进行去离子水或蒸馏水清洗并甩干，然后再加入分散剂。
相对于现有技术，由于对选用的原料Ln(NO3)3或LnCl3(其中Ln＝La，Nd，Sm，Gd，Eu，Y，Ce，Dy)的摩尔数进行了限定，又将其与沉淀剂NaOH或Na2CO3的混合比例及PH值也进行了限定，故最终获得的是纯的纳米稀土氧化物粉；又由于在对获得的碱式碳酸盐或碳酸盐或氢氧化物进行灼烧前，将作为分散剂的醇类物与其相搅拌均匀，使其经灼烧后的产物的分散性非常好，且粒径均匀；再由于灼烧温度选定的范围较佳，所以产物的粒径仅为几至三十纳米，且可通过控制原料的摩尔数或灼烧时的温度来改变粒径的大小；对环境无任何污染，制备的剩余物仅为盐水。
四、附图说明
图1是用本发明制备出的纳米Y2O3样品的电子显微镜照片。
图2是用本发明制备出的纳米Dy2O3样品的电子显微镜照片。
图3是用本发明制备出的纳米CeO2样品的电子显微镜照片。
五、具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。
实施例1：
将1.5升的0.45mol/L的Na2CO3水溶液逐渐加入0.37mol/L的YCl3水溶液中，边加边搅拌，使其的PH值为7；加完后连续搅拌10分钟，经甩干后用去离子水对其清洗3次；甩干后加入20ml的无水乙醇，均匀搅拌后将其置于400℃下灼烧1小时，空气冷却后得到分散性极好且粒径均匀的纳米Y2O3，其平均粒径为10nm，如图1所示。
实施例2：
在0.3mol/L的Dy(NO3)3水溶液中逐渐倒入0.4mol/L的NaOH水溶液，边倒边搅拌，使PH值为6；搅拌13分钟后甩干得沉淀物Dy(OH)3，用蒸馏水清洗后再加入20毫升的异丙醇；搅拌均匀后在600℃下灼烧1个半小时，空冷后获得平均粒径为20nm的Dy2O3，如图2所示。
实施例3：
在0.25mol/L的Ce(NO3)3水溶液中加入0.4mol/L的Na2CO3水溶液，灼烧温度为600℃，其它条件同实施例1，得平均粒径为20nm的CeO2，如图3所示。
Claims (3)
1、一种纳米稀土氧化物粉的制备方法，包括将原料稀土的硝酸盐或盐酸盐水溶液与沉淀剂碳酸盐或NaOH相混合，再经灼烧，其特征在于：
1.1所说的稀土硝酸盐为Ln(NO3)3，所说的稀土盐酸盐为LnCl3，其中Ln＝La，Nd，Sm，Gd，Eu，Y，Ce，Dy，其水溶液的摩尔浓度为0.1-0.6mol/L，
1.2再将浓度为0.3-0.6mol/L的沉淀剂NaOH或碳酸盐Na2CO3的水溶液与前述的Ln(NO3)3或LnCl3水溶液相混合，它们之间的体积比例为1.5-3∶1，使其的PH值为6-7，搅拌10分钟以上后甩干，得到Ln＝La，Nd，Sm，Gd或Y时的碱式碳酸盐或Ln＝Eu，Ce时的碳酸盐或氢氧化物，
1.3然后将分散剂醇类物与获得的碱式碳酸盐或碳酸盐或氢氧化物搅拌均匀，它们之间的摩尔比为3∶9，
1.4最后将碱式碳酸盐或碳酸盐在400-650℃下、或将氢氧化物在300-600℃下灼烧1-2小时后空冷，得到纳米稀土氧化物粉。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征是醇类物为乙醇或异丙醇或丁醇或戊醇。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征是对反应所得的产物碱式碳酸盐或碳酸盐或氢氧化物进行去离子水或蒸馏水清洗并甩干，然后再加入分散剂。
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