铈与选自锆、稀土金属、钛和锡的另外元素的化合物的胶态分散体、基于这种化合物的可...的制作方法_3

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在陶瓷中或颜料制造中用于润滑; 其中化合物是铈与镨的混合氧化物并呈现红色的分散体特别如此。也可以利用该分散体的 紫外线抑制性,例如用于制备(例如丙烯酸或聚碳酸酯类型的)聚合物薄膜或化妆品组合 物,特别是制备防紫外线辐射的乳霜。基于铈和钆的混合氧化物的分散体可用于制备燃料 电池材料。最后,它们可作为缓蚀剂用在基底上。
[0065] 现在给出实施例。
[0066] 实施例1
[0067] 该实施例涉及式Cea78Tia22O2的粒子的胶态分散体的制备。
[0068] 将通过Ce3+溶液的电解氧化获得的具有I. 425M的Ce4+ (即50毫摩尔的Ce4+)浓度、 0.1 IM的Ce3+浓度和0. 7M的HNO 3浓度的35毫升硝酸高铈溶液添加到Ti4+浓度为4. 6M (12. 5 毫摩尔的Ti4+)的2. 7毫升TiOCl2溶液中。将体积配成500毫升。pH值为1. 3。
[0069] 瞬时加入40毫升28% NH3溶液。pH值为10。
[0070] 将形成的沉淀物滤出并用4X1升去离子水洗涤。淤浆的pH值为7. 5。
[0071] 将该操作重复两次(即总共三次操作)。
[0072] 将沉淀物再悬浮在包含7. 2克68% HNO3 (H7(Ce+Ti) = 1. 25,按摩尔计)的溶液 中,并将体积配成100毫升。Ce+Zr浓度等于0. 625M。将该混合物搅拌过夜。获得对肉眼 澄清来说的胶态分散体。
[0073] 下面列出所得分散体的特性。
[0074] 使用渗析膜,通过渗析洗涤分散体。将80毫升胶态分散体倒入渗析袋并在装有去 离子水的500毫升圆筒中进行渗析。使渗析进行24小时,并将水更换5次。
[0075] 通过在洗过的胶态分散体上的化学分析测得0. 05的Ce(III)/总Ce的原子比。
[0076] 在由此洗过的胶态分散体上通过TEM测定的胶体的尺寸为4纳米。
[0077] 在通过在50°C蒸发经过渗析的胶态分散体而获得的干燥胶体上进行X-射线衍射 分析。图1中给出的衍射图表现出单晶相所特有的线,并与在根据相同程序但不添加 Ti制 成的干燥CeO2胶体上产生的衍射图(晶胞参数a = 5. 41A )相比表现出轻微线位移(晶 胞参数a = 5. 393 + / - 〇. 001人),由此证实粒子的固溶体特性。
[0078] 实施例2
[0079] 该实施例涉及式Cea94Pratl6O2的粒子的胶态分散体的制备。
[0080] 将Pr3+浓度为2. 95M (25毫摩尔的Pr 3+)的8. 5毫升Pr (NO3) 3溶液添加到通过Ce 3+ 溶液的电解氧化获得的具有I. 425M的Ce4+(即100毫摩尔的Ce4+)浓度、0.1 lM的Ce3+浓度 和0. 7M的HNO3浓度的70毫升硝酸高铈Ce (NO 3) 4溶液中,并将体积配成1000毫升。pH值 为1. 3。瞬时加入80毫升28% NH3溶液;pH值为10。
[0081] 将沉淀物在烧结玻璃漏斗上用4X 1升去离子水洗涤。淤浆的pH值为7. 5。
[0082] 在过滤之后,将该产物用包含11. 6克68%硝酸(125毫摩尔H+)的溶液再悬浮,并 将体积配成250毫升。H7(Ce+Pr)摩尔比等于1。pH值为1. 1。Ce+Pr浓度等于0. 5M。将 该混合物搅拌过夜。
[0083] 将该胶态分散体如实施例1中那样通过渗析洗涤。
[0084] 胶态分散体对肉眼来说是澄清的且是红色的。
[0085] 通过在洗过的胶态分散体上的化学分析测得0. 03的Ce(III)/总Ce的原子比。
[0086] 通过TEM测定的胶体的尺寸为4纳米。
[0087] 在通过在50°C蒸发经过渗析的胶态分散体而获得的干燥胶体上进行X-射线衍射 分析。该衍射图表现出单晶相所特有的线,其中晶胞参数(a = 5. 41A )符合纯CeO2的参 数。由此通过X-射线衍射没有观察到线位移,这是由于Pr3+掺杂剂的低浓度造成的。无论 如何,胶体的红色表明形成了在CeO2的萤石结构内插有Pr4+离子的固溶体。
[0088] 实施例3
[0089] 该实施例涉及式Cea53Zra46O2的粒子的胶态分散体的制备。
[0090] 将通过Ce3+溶液的电解氧化获得的具有I. 425M的Ce 4+(即62. 5毫摩尔的Ce4+) 浓度、0.1 lM的Ce3+浓度和0. 7M的HNO 3浓度的44毫升硝酸高铈溶液添加到Zr 4+浓度为 3. 32M (62. 5毫摩尔的Zr4+)的19毫升ZrO (NO3)2溶液中。将体积配成1000毫升。pH值为 1. 06〇
[0091] 瞬时加入80毫升28% NH3溶液。pH值为10。
[0092] 将形成的沉淀物滤出并连续4次用1升去离子水洗涤。淤浆的pH值为7. 5。
[0093] 将该操作重复两次(即总共三次操作)。
[0094] 将沉淀物再悬浮在包含26. 1克68 % HNO3 (H+/Ce+Zr = 0. 75,按摩尔计)的溶液 中,并将体积配成600毫升。Ce+Zr浓度等于0. 625M。将该混合物搅拌过夜。获得对肉眼 来说澄清的胶态分散体。
[0095] 下面列出所得分散体的特性。
[0096] 然后如实施例1中那样通过渗析洗涤胶态分散体。
[0097] 在由此洗过的胶态分散体上通过TEM测定的胶体的尺寸为4纳米。
[0098] 通过在洗过的分散体上的化学分析测出0. 007的Ce3+/Ce,& 4比和化学组成 Ce〇. 53办0. 46〇2。
[0099] 通过电泳测量,测出在胶态粒子表面上存在Ce3+时特有的等于pH 9的等电点。
[0100] 在通过在50°C蒸发经过渗析的胶态分散体而获得的干燥胶体上进行X-射线衍 射分析。图2中给出的衍射图表现出(Ce, Zr)02型单晶相所特有的线,并与在根据相同程 序但不添加 Zr制成的干燥CeOJK体上产生的衍射图相比表现出轻微线位移(晶胞参数 a = 5. 349A ),由此证实粒子的固溶体特性。
[0101] 实施例4
[0102] 该实施例涉及式Cea38Zra37Sna24O^粒子的胶态分散体的制备。
[0103] 将通过Ce3+溶液的电解氧化获得的具有I. 425M的Ce4+(即50毫摩尔的Ce4+)浓度、 0.1 IM的Ce3+浓度和0. 7M的HNO 3浓度的35毫升硝酸高铈溶液,添加到Zr4+浓度为3. 32M (50 毫摩尔的Zr4+)的15毫升ZrO (NO3) 2溶液中。在搅拌下在硝酸铈和锆的混合溶液中溶解8. 8 克SnCl4 · 5H20(即25毫摩尔Sn)。将体积配成1000毫升。pH值为1. 2。
[0104] 瞬时加入80毫升28% NH3溶液。pH值为10。
[0105] 将形成的沉淀物滤出并连续4次用1升去离子水洗涤。淤浆的pH值为7. 4。
[0106] 将沉淀物再悬浮在包含8. 7克68% HNO3 (H+/Ce+Zr = 0.75,按摩尔计)的溶液中, 并将体积配成200毫升。Ce+Zr浓度等于0. 625M。将该混合物搅拌过夜。获得对肉眼来说 澄清的胶态分散体。
[0107] 如实施例1中那样通过渗析洗涤分散体。
[0108] 在由此洗过的胶态分散体上通过TEM测定的胶体的尺寸为4纳米。
[0109] 通过在洗过的分散体上的化学分析测出0. 0064的Ce3+/Ce,& 4比和化学组成 Ce〇. 3sZr0.37Sn〇. 2402 〇
[0110] 在通过在50°C蒸发经过渗析的胶态分散体而获得的干燥胶体上进行X-射线 衍射分析。该衍射图表现出(Ce, Zr)02型单晶相所特有的线,并与在根据相同程序但不 添加 Zr和Sn制成的干燥CeOJK体上产生的衍射图相比表现出轻微线位移(晶胞参数 a = 5. 349A ),由此证实粒子的固溶体特性。
[0111] 实施例5
[0112] 该实施例涉及在碱性pH值下的式Cea53Zra46CyA粒子的胶态分散体的制备。
[0113] 将6. 9克一水合柠檬酸(Mw = 210克)添加到如上文实施例3中制成的200立方厘 米未渗析的胶态分散体中并稀释至60克/升的Cea53Zr a46O2浓度;柠檬酸盐/Ce α53Ζι·α4602 摩尔比为大约0. 4。将该混合物搅拌60分钟。在60分钟后,在15分钟内逐渐添加9毫升 的大约20% NH3溶液。
[0114] 在搅拌过夜后获得pH值8. 5的胶态分散体。
[0115] 实施例6
[0116] 将通过添加柠檬酸盐而获得的pH值8. 5的实施例5的分散体在45°C蒸发。所得 粉末可以通过添加水再分散。
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