粒子的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种稀土复合氧化物的制备方法，特别是涉及一种水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法。
【背景技术】
[0002]Gd2Hf207是一种新型的稀土复合氧化物，在电、磁、发光耐高温和催化等方面具有独特而优异的性能，在各个方面的应用领域拥有广阔的前景。
[0003]近年来，随着稀土复合氧化物的合成与应用，已经在工业和生活中得到了广泛的应该用，如Gd2Ti207、Gd2Zr207、La2Hf207等在光学、热障涂层、催化剂等方面得到了广泛的发展与应用前景。根据晶体结构分析，Gd2Hf207稀土复合氧化物拥有上述材料的各方面性质，而且这些复合氧化物是通过水热法、共沉淀法等制备得到，本研究通过水热固相两步法制备Gd2Hf207微球粒子。本研究的合成Gd 2Hf207微球粒子，工艺简单，颗粒均匀且成球形，易于实现产业化的合成方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，该方法制备的Gd2Hf207纳米粉体具有形貌近似球形、颗粒尺寸细小、晶粒分布均匀无团聚等优点。而且工艺相对简单，利于控制粒径，适合工业化生产的复合新型氧化物材料。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，该方法包括如下制备过程:将Gd 203溶于ΗΝ03中得到Gd (NO 3)溶液，将HfOCl2.8H20溶于去离子水中得到溶液，将按化学计量比配置好的两种溶液置于反应釜中，往其中加入适量的氨水(ΝΗ3.H20)作为矿化剂，将pH值调整为10?13之间，然后将反应釜在150~250°C加热条件下分别保温4h、8h、12h、16h，将反应得到的沉淀物经清洗、过滤之后，至于真空干燥箱80°C中干燥24h获得前驱体，然后将获得的前驱体在800~1100°C下煅烧2h，获得微球Gd2Hf207粒子。
[0006]所述的水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，所述制备过程先通过水热法制备出前驱体，然后经过800~1100°C高温煅烧获得微球Gd2Hf207粒子。
[0007]所述的水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，所述制备过程还包括初始反应溶液的配制，以氨水(ΝΗ3.Η20)为矿化剂用水热法制备微球粒子，将矿化剂加入到配置好的溶液中调节ΡΗ值10?13，体系温度150~250°(:，分别保温411、811、1211、1611。
[0008]所述的水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，所述方法用水热法制备前驱体，然后在800°C、900°C、1000°C、1100°C条件下煅烧2h获得微球Gd2Hf207粒子。
[0009]所述的水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，所述方法水热法对粒子合成过程中形貌的影响，反应沉淀物的清洗、过滤；干燥温度控制在80°C，以及煅烧温度的设定。
[0010]本发明的优点与效果是: 本发明所采用的原料价格低廉，工艺操作简便，制备周期短，原料损失少，适合工业化批量生产。两步法制备微球Gd2Hf207粒子，无杂相、结晶度完整、形貌均匀。在制备过程中通过调节反应釜的保温温度、保温时间以及PH值，在固相煅烧过程中控制煅烧温度及煅烧时间，以控制粉体晶型、形貌和粒径尺寸，获得各方面优良的微球粒子。
【附图说明】
[0011]图1为水热法制备Gd2Hf207粒子前驱体的XRD图谱(如图1 (a))以及再经过煅烧以后得到的XRD图谱(如图1 (b));
图2为水热制备Gd2Hf207粒子前驱体未经过高温煅烧所得到SEM图谱；
图3为水热制备Gd2Hf207粒子前驱体，温度150°C，再高温煅烧得到的微球Gd 2Hf207粒子的SEM形貌；
图4为水热制备Gd2Hf207粒子前驱体，温度200°C，再高温煅烧得到的微球Gd 2Hf207粒子的SEM形貌；
图5为水热制备Gd2Hf207粒子前驱体，温度250°C，再高温煅烧得到的微球Gd 2Hf207粒子的SEM形貌。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0013]本发明的制备过程:将Gd203、HfOCl2.8H20原料按化学配比精确称取后，分别溶解于圆03中配制成稀土混合溶液，其中氨水(NH 3.H20)作为矿化剂，控制反应釜中的pH值在10?13之间，在200°C的高温反应釜中反应时效为4、8、12、16h得到反应物，待反应完全后，经清洗、过滤，置于真空干燥箱80°C中干燥24h，再通过800°C ~1100°C煅烧获得微球Gd2Hf207粒子。氨水为矿化剂，采用两步法，控制水热反应条件及煅烧温度，同时控制煅烧温度。水热法前驱体的制备，煅烧温度的设定。水热法保温温度为100°C、150°C、200°C、250°C，保温时间为4h、8h、12h、16h，固相煅烧温度分别是800 V、900 V、1000 V、1100 V保温l~4h。水热法制备Gd2Hf207前驱体过程中，溶液的pH值控制在10?13之间；干燥温度控制在80°C ;固相煅烧温度和保温时间范围控制在800°C?1100°C和1?4h。
[0014]本发明材料的选用:
Gd203纯度99.99%, HfOCl 2.8H20纯度99.9%，化学试剂ΗΝ03、氨水都是分析纯试剂，去离子水为二次蒸馏水。
[0015]实施例1:
将Gd203、Hf0Cl2.8H20原料按化学配比精确称取后，分别溶解于ΗΝ03中配制成稀土混合溶液，其中氨水(NH3.H20)作为矿化剂，将稀土混合溶液和矿化剂同时置于反应釜中，控制反应釜中的pH值在10?13之间，在150°C的高温反应釜中反应得到反应物，待反应完全后，经清洗、过滤，置于真空干燥箱80°C中干燥24h，再通过高温煅烧获得微球Gd2Hf207粒子(如图3所示有团聚现象)。
[0016]实施例2:
将配置好的混合溶液在反应釜中200°C反应，其它条件如实施例1，如图4所示形貌最好。
[0017]实施例3:
将配置好的混合溶液在反应釜中250°C反应，其它条件如实施例1，如图5所示团聚现象明显。
【主权项】
1.水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，该方法包括如下制备过程:将Gd203溶于HNO 3中得到Gd (NO 3)溶液，将HfOCl2.8H20溶于去离子水中得到溶液，将按化学计量比配置好的两种溶液置于反应釜中，往其中加入适量的氨水(NH3.H20)作为矿化剂，将pH值调整为10?13之间，然后将反应釜在150~250°C加热条件下分别保温4h、8h、12h、16h，将反应得到的沉淀物经清洗、过滤之后，至于真空干燥箱80°C中干燥24h获得前驱体，然后将获得的前驱体在800~1100°C下煅烧2h，获得微球Gd2Hf207粒子。2.根据权利要求1所述的水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，所述制备过程先通过水热法制备出前驱体，然后经过800~1100°C高温煅烧获得微球Gd2Hf207粒子。3.根据权利要求1所述的水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，所述制备过程还包括初始反应溶液的配制，以氨水(NH3.H20)为矿化剂用水热法制备微球粒子，将矿化剂加入到配置好的溶液中调节PH值10?13，体系温度150~250°C，分别保温4h、8h、12h、16h。4.根据权利要求1所述的水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，所述方法用水热法制备前驱体，然后在800°C、900°C、1000°C、1100°C条件下煅烧2h获得微球Gd2Hf207粒子。5.根据权利要求1所述的水热固相两步法制备微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，所述方法水热法对粒子合成过程中形貌的影响，反应沉淀物的清洗、过滤；干燥温度控制在80°C，以及煅烧温度的设定。
【专利摘要】水热固相两步法制备微球Gd2Hf2O7粒子的方法，涉及一种稀土复合氧化物的制备方法，将Gd2O3、HfOCl2.8H2O原料按化学配比精确称取后，分别溶解于HNO3中配制成稀土混合溶液，其中氨水（NH3·H2O）作为矿化剂，控制反应釜中的pH值在10～13之间，在150~250℃的高温反应釜中反应时效为4、8、12、16h得到反应物，待反应完全后，经清洗、过滤，置于真空干燥箱80℃中干燥24h，再通过高温煅烧2h获得微球Gd2Hf2O7粒子。该方法制备的Gd2Hf2O7粒子具有形貌近似球形、晶粒分布均匀无团聚等优点，而且工艺简单，物相粒径控制容易，非常适合工业化生产，是一种应用前景广泛的粉体材料。
【IPC分类】C01G27/00
【公开号】CN105366719
【申请号】CN201510861509
【发明人】马伟民, 李军, 马澜, 魏明炜, 葛丽芳
【申请人】沈阳化工大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月1日