专利名称：一种稀土氧化物超细粒子的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种稀土氧化物超细粒子的制备方法，属于新材料超细粉制备领域。包括溶解、沉淀、干燥和煅烧等过程。
目前稀土氧化物超细粒子应用广泛，它的制备主要以液相沉淀法为主。用沉淀法制备超细粒子的方法已有专利申请，如US005662874A用草酸铵为沉淀剂，普通沉淀法得到稀土氧化物超细粒子，其粒子平均粒径较大(3μm左右)。JP53/095911-A介绍的方法制得的稀土氧化物超细粉体的粒径分布则较宽(0.9～4μm)。
本发明的目的是提供一种稀土氧化物超细粒子的制备方法，它采用沉淀——相转移相结合的方法，制得的粒子粒径小、粒径分布范围窄。
本发明的目的是由如下措施来实现的以稀土硝酸盐为原料，用去离子水配成0.1～0.2mol·L-1的稀土硝酸盐水溶液(1)，再将固体草酸铵溶于稀氨水中配制成1.0～4.0mol·L-1的混合溶液(2)(物质的量比为1∶0.5～1)。将溶液(1)和溶液(2)混合进行化学反应，温度为20～95℃、PH7～11、反应时间2～4小时，反应时要不断搅拌，待沉淀完成后加入稀土硝酸盐重量的2％～10％的十六烷基三甲基卤化铵，在40～70℃下搅拌约0.5～3小时，冷却后加入上述反应混合溶液体积的20％～120％的有机溶剂进行相转移，搅拌2～3小时，其中的氢氧化物便转入有机相中，将有机相与水相分离，过滤有机相即得到稀土氢氧化物沉淀，将其在30～120℃下干燥约8～20小时，并在300～1200℃温度下，静态空气气氛中焙烧2～5小时便得稀土氧化物超细粒子。
本发明的作用和优点是沉淀所得的氢氧化物粒子表面带有负电荷，而阳离子表面活性剂亲水基部分带有正电荷，以阳离子表面活性剂为相转移剂，其亲水基吸附于沉淀所得的氢氧化物粒子上，而亲油基朝外，在粒子表面形成表面活性剂亲油性膜，从而将粒子转入有机相与水相分离，大大降低氢氧化物粒子的表面能，达到反团聚作用。在煅烧时表面活性剂可全部分解，无残留。
1.本发明制得的稀土氧化物超细粒子粒径小，在20nm～500nm之间(随焙烧温度和稀土种类的变化而变)，且粒径分布范围窄。
2.本发明所用的有机溶剂大部分可回收重复使用，表面活性剂用量很小，所以原料成本较低。
3.本发明操作简单，不需要特殊设备和苛刻条件，设备投资费用小，能耗较低，具有明显的经济效益。
附图
为本发明的工艺流程图实施例实例1100gY(NO3)3·6H2O置于5000ml三口烧瓶中，加去离子水溶解，配成0.1mol·L-1的溶液，边搅拌边滴加1.0mol·L-1的草酸铵和氨水的混合溶液(物质量比为1∶0.8)，沉淀完全后加入8g十六烷基三甲基溴化铵，50℃下搅拌1小时，冷却后加入1000ml CCL4，搅拌2小时，使沉淀转入有机相。将有机相与水相分离，过滤有机相得到稀土的氢氧化物沉淀。85℃下干燥14小时，900℃焙烧3小时得氧化钇超细粒子(平均粒径为30nm左右，粒径分布范围为10～40nm)。
实例2100gCe(NO3)3·6H2O加去离子水溶解，配制成0.1mol·L-1的溶液，置于5000ml三口烧瓶中，滴加2mol·L-1的草酸铵和氨水混合溶液(草酸铵和氨的物质量比为1∶1)进行沉淀，并不断搅拌，待沉淀完全后，加入6g十六烷基三甲基溴化铵，在40℃左右，搅拌2.5小时，冷却至室温后加入1500ml苯，搅拌1.5小时，使沉淀转入有机相。将有机相与水相分离，过滤有机相得到氢氧化铈沉淀。然后在100℃下干燥12小时，在500℃下焙烧3小时即得氧化铈超细粒子。粒子的平均粒径为40nm左右，粒径分布在20nm～80nm之间。
权利要求
1.一种稀土氧化物超细粒子的制备方法，包括溶解、沉淀、干燥和煅烧等过程，其特征在于以稀土硝酸盐为原料，用去离子水配成0.1～0.2mol·L-1的稀土硝酸盐水溶液(1)，再将固体草酸铵溶于稀氨水中配制成1.0～4.0mol·L-1的混合溶液(2)(物质的量比为1∶0.5～1)。将溶液(1)和溶液(2)混合进行化学反应，温度为20～95℃、PH7～11、反应时间2～4小时，反应时要不断搅拌，待沉淀完成后加入稀土硝酸盐重量的2％～10％的十六烷基三甲基卤化铵，在40～70℃下搅拌约0.5～3小时，冷却后加入上述反应混合溶液体积的20％～120％的有机溶剂进行相转移，搅拌2～3小时，其中的氢氧化物便转入有机相中，将有机相与水相分离。过滤有机相即得到稀土氢氧化物沉淀，将其在30～120℃下干燥约8～20小时，并在300～1200℃温度下，静态空气气氛中焙烧2～5小时便得稀土氧化物超细粒子。
全文摘要
本发明是一种稀土氧化物超细粒子的制备方法,它以稀土硝酸盐为原料,以草酸铵、氨水为沉淀剂,以十六烷基三甲基卤化铵为相转移剂,沉淀后用有机溶剂进行相转移,氢氧化物沉淀便转入有机相中,分离、过滤即得稀土氢氧化物,再经干燥、焙烧便得稀土氧化物超细粒子。本制备方法操作简单、能耗低,所用的有机溶剂大部分可回收,制得的超细粒子粒径小,在20nm～500nm之间(随焙烧温度和稀土种类的变化而变),粒径分布。
文档编号C01B13/14GK1375458SQ0110948
公开日2002年10月23日 申请日期2001年3月15日 优先权日2001年3月15日
发明者刘源, 雀秀兰, 王颖 申请人:内蒙古工业大学