纳米二氧化铈的制备方法

文档序号:3439939阅读:3675来源:国知局
专利名称:纳米二氧化铈的制备方法
技术领域
本发明涉及一种二氧化铈(CeO2)的制备方法,具体地说涉及一种纳米二氧化铈的制备方法。
背景技术
本发明提出的纳米二氧化铈是工业催化剂、机动车排放污染净化催化剂、电子工业及高技术陶瓷的重要原料之一。
纳米材料对于多数催化反应具有无比优越的催化作用,降低催化反应的起燃温度、加快催化反应速率,具有极好选择性等,在催化领域应用不仅有理论意义,又有实用价值,为新型、高效催化剂研究开发提出了新的制备思路。
纳米二氧化铈用于催化剂中作为有效助剂具有奇特的功能,提高催化剂载体的机械强度;提高催化剂的稳定性,起到稳定晶型结构和阻止体积收缩的双重作用;更重要的是铈具有形态的变价,CeO2具有氧化、还原功能,在发动机瞬时富油而造成排气瞬时缺氧时,化学价态为四价铈(CeO2)可转变成为三价铈(Ce2O3)而放出氧,相反结合氧,。这就是所谓的氧储存与释放作用,这种功能在催化剂使用中十分重要,呈现常规催化材料不具备的特性,在催化学科领域有广阔应用前景。

发明内容
本发明的目的在于提供一种CeO2的制备方法,本发明制得的纳米CeO2微粒尺寸小,比表面积大。本发明应用了反向沉淀法,可控制制备纳米CeO2粒径分布在一定的范围内。
本发明提供的制备方法采用可溶性铈为原料,配成乙醇溶液,以及配制一定浓度的氨水-乙醇溶液作为沉淀剂,然后将含铈乙醇溶液滴加到沉淀剂中获得凝胶,经洗涤、干燥和焙烧得到纳米CeO2微粒。
本发明采用硝酸铈、二氯化铈和二氧化铈为原料,先将硝酸铈或二氯化铈或二氧化铈转化成硝酸铈的乙醇溶液,其浓度为0.20-0.40mol·L-1;将氨水配制成其浓度为1-3mol·L-1的乙醇溶液作为沉淀剂;然后将含铈乙醇溶液滴加到沉淀剂中获得凝胶,制备凝胶的反应温度为25-40℃,pH为9-12;得到的凝胶在母液中陈化12-24小时,抽滤洗涤;为将凝胶中的水份尽可能除去,可用无水乙醇进行交换,去除凝胶中的水份;于80-120℃干燥5-10小时,400-550℃焙烧2-5小时,得到纳米CeO2微粒。


为了进一步了解本发明,下面以实施例作详细说明,并绘出了附图描述本发明得到纳米CeO2微粒的特征的表征,其中图1为纳米CeO2样品的透射电镜(TEM)照片;图2为纳米CeO2样品的选区电子衍射照片。
具体实施例方式
实施例1原料为硝酸铈,配制成0.25mol·L-1Ce(NO3)3乙醇溶液500ml。沉淀液为氨水2mol·L-1乙醇溶液500ml。在30℃强力搅拌条件下,将0.25mol·L-1Ce(NO3)3乙醇溶液500ml滴加到沉淀液中,制备所得的凝胶在母液中陈化18小时然后抽滤,用去离子水洗涤3-5次,用无水乙醇数次交换凝胶中水份除去,120℃干燥后,500℃焙烧3h,即得到纳米CeO2微粒。
实施例2原料为二氯化铈配制成0.25mol·L-1CeCl2乙醇溶液500ml。在30℃强力搅拌条件下,将0.25mol·L-1CeCl2乙醇溶液500ml滴加到沉淀液中,制备所得的凝胶在母液中陈化,陈化时间18h然后抽滤,用去离子水洗涤3-5次,用无水乙醇数次交换凝胶中水份除去,120℃干燥后,500℃焙烧3h,即得到纳米CeO2微粒。
实施例3原料为不可水溶的CeO2,需用H2O2和HNO3溶解,蒸干后配成0.25mol·L-1Ce(NO3)3乙醇溶液。其余条件同实施例1。
样品X-射线衍射(XRD)测定结果看,本发明值得的样品特征衍射峰均为CeO2纳米晶。
请参看图1,从图1样品透射电镜(TEM)形貌照片来看,微粒尺寸在20-50nm,有部分微粒聚集小块状物。
请参看图2,从图2样品的选区电子衍射图来看,有衍射斑出现,说明样品为CeO2纳米晶。
权利要求
1.一种纳米二氧化铈的制备方法,包括下列步骤;a)可溶性铈盐为原料,配制成硝酸铈-乙醇溶液;b)氨水为沉淀剂,配制成浓度为1-3mol·L-1的氨水-乙醇溶液;c)搅拌下,将硝酸铈-乙醇溶液滴加到沉淀剂中,形成凝胶;d)凝胶在母液中陈化12-24小时;e)过滤,用去离子水洗涤;f)于80-120℃干燥5-10小时;g)于400-550℃焙烧2-5小时,得到纳米CeO2微粒。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述可溶性铈盐为硝酸铈、二氯化铈或/和二氧化铈。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硝酸铈-乙醇溶液中硝酸铈的浓度为0.20-0.40mol·L-1。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氨水-乙醇溶液中氨水浓度为1-3mol·L-1。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤e中用去离子水洗涤后,再用无水乙醇洗涤凝胶。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,制备凝胶的反应温度为25-40℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,制备凝胶溶液保持pH=9-12。
全文摘要
一种纳米二氧化铈的制备方法,采用硝酸铈、二氯化铈和二氧化铈为原料,先将硝酸铈或二氯化铈或二氧化铈转化成硝酸铈的乙醇溶液,其浓度为0.20-0.40mol·L
文档编号C01F17/00GK1532147SQ0310727
公开日2004年9月29日 申请日期2003年3月21日 优先权日2003年3月21日
发明者陈宏德, 田群, 朱保伟 申请人:中国科学院生态环境研究中心
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