一种复合片状稀土化合物的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合片状稀土化合物的制备方法，该方法的具体步骤如下:按配比将稀土可溶性盐、矿化剂、磷化合物溶于去离子水中得到混合溶液，将溶液加热至80℃，向其中滴加沉淀剂水溶液，滴加完毕继续搅拌半小时，得到一种悬浮体或凝胶，蒸发干燥该悬浮体或凝胶，然后将干燥后的产物置于电阻炉中在800℃～1400℃下处理2～7小时，再经水洗、过滤和干燥得到复合片状稀土化合物。本发明的复合片状稀土化合物的制备方法具有简单易行、工艺条件温和、对环境没有污染，并且本发明制备的复合片状稀土化合物没有团聚和孪晶现象，分散性良好，径分布更均匀。
【专利说明】一种复合片状稀土化合物的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无机粉体材料【技术领域】，尤其涉及一种复合片状稀土化合物的制备方法。
【背景技术】
[0002]片状化合物的主要特征是具有较小的厚度与较大的粒径。由于其特殊的二维平面结构，使鳞片状化合物拥有良好的附着力、显著的屏蔽效用和反射光线的能力，在颜料、涂料、塑料、汽车面漆和化妆品等领域有着良好的应用性能。目前片状氧化钛、薄片状氧化铝、薄片状氧化铁，和掺铝的片状氧化铁都已经开发出来并陆续投放市场，但是对稀土片状化合物的报道却不多，专利只有3个，稀土片状化合物的种类和颜色较少。专利ZL200810003686.4提出了用熔盐法制备薄片状氧化钕，该片状氧化钕有变色效应，不同的光下呈现不同的颜色，在自然光下观测为紫红色，在荧光灯下为浅蓝色，在白炽灯下为粉红色。专利ZL201210590789.1提出了用熔盐法制备一种镨片状晶体。该镨片状晶体为黑色。专利ZL201210590886.0提出了用熔盐法制备一种薄片状镧化合物。该薄片状镧化合物几乎完全无色。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供几种复合型片状稀土化合物，增加片状稀土化合物的种类，改变稀土片状化合物的颜色和种类较少的状况，拓展稀土的应用领域。
[0004]本发明的另一个目的是提供上述几种复合型片状稀土化合物的制备方法，该方法工艺比较简单。
[0005]本发明提供的第一种复合`片状稀土化合物，其特征在于:镧质量百分含量为0%~85.36%，镨元素质量百分含量为0%~85.92%，氧质量百分含量为13.84%~24.28%，硫质量百分含量为O~9.84%ο
[0006]第一种复合片状稀土化合物为无色至土黄色，随着镨含量的增加，颜色逐渐加深，具有珠光光泽，表面光滑，不易形成孪晶和晶体团聚，粒径为15 μ m~50 μ m，厚度小于I μ m,纵横尺寸比，即粒径/厚度比大于20。
[0007]本发明提供的第二种复合片状稀土化合物，其特征在于:镧质量百分含量为0%~85.36%，钕元素质量百分含量为0%~86.12%，氧质量百分含量为13.64%~24.13%，硫质量百分含量为O~9.89%ο
[0008]第二种复合片状稀土化合物为无色至浅紫色，随着钕含量的增加，颜色逐渐加深，具有珠光光泽，表面光滑，不易形成孪晶和晶体团聚，粒径为10 μ m~50 μ m，厚度小于I μ m,纵横尺寸比，即粒径/厚度比大于20。
[0009]本发明提供的第三种复合片状稀土化合物，其特征在于:镨质量百分含量为0%~85.45%，钕元素质量百分含量为0%~86.16%，氧质量百分含量为13.68%~25.02%，硫质量百分含量为O~9.92%。[0010]第三种复合片状稀土化合物为无色至金黄色，随着镨含量的增加，颜色逐渐加深，具有珠光光泽，表面光滑，不易形成孪晶和晶体团聚，粒径为15 μ m~60 μ m，厚度小于I μ m,纵横尺寸比，即粒径/厚度比大于20。
[0011]上述几种复合片状稀土化合物的制备方法，包括以下步骤:按配比将稀土可溶性盐、矿化剂、磷化合物溶于去离子水中得到混合溶液，将溶液加热至80°C，向其中滴加沉淀剂水溶液，滴加完毕继续搅拌半小时，得到一种悬浮体或凝胶，蒸发干燥该悬浮体或凝胶，然后将干燥后的产物置于电阻炉中在800°C~1400°C下处理2~7小时，再经水洗、过滤和干燥得到复合片状稀土化合物。
[0012]本发明中水溶性稀土盐可以是各种可溶于水的镧盐、镨盐、钕盐中的一种或几种，其中，氯化稀土和硝酸稀土盐是首选的。沉淀剂水溶液是由碱、碱金属碳酸盐或草酸盐制得的，其量与上述水溶性稀土盐的量相等。优选的碱为氢氧化钠和氢氧化钾，碱金属碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠。
[0013]所述的矿化剂为氯化钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铵、硫酸氢铵、硫酸氢钠、硫酸氢钾中的一种或几种，矿化剂的摩尔量应是水溶性稀土盐的2-7倍。本发明中矿化剂和磷化合物可以一起加入到稀土盐水溶液，也可以一起加入到沉淀剂水溶液中。
[0014]磷化合物可以是磷酸、磷酸盐、缩合磷酸、和缩聚磷酸盐的水溶性化合物中的一种或多种，包括磷酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸铵等，磷化合物的质量(以五氧化二磷计)为稀土化合物的O~5%，磷化合物使晶体在加热熔盐处理期间形成薄片。
[0015]本发明的积极效果如下:
[0016]本发明的复合片状稀土化合物的制备方法具有简单易行、工艺条件温和、对环境没有污染，并且本发明制备的复合片状稀土化合物没有团聚和孪晶现象，分散性良好，径分布更均匀。`【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是实施例1制备的复合片状稀土化合物的SEM图。
[0018]图2是实施例3制备的复合片状稀土化合物的XRD衍射图。
【具体实施方式】
[0019]下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
[0020]实施例1
[0021]将0.25mol氯化镨、0.25mol氯化镧、1.5mol氯化钠、0.5mol硫酸钠、3g十二水磷酸三钠溶于300ml去离子水中，得到混合溶液，水浴加热至80°C，在搅拌的情况下滴加300ml5mol/L氢氧化钠水溶液，滴加完毕继续搅拌30分钟，得一悬浮体或溶胶，蒸发至干燥状态，将所得固体在1000°C下加热4小时。向热处理过的产品中加入去离子水以溶解游离氯化钠、硫酸钠。滤出不溶的固体，再用去离子水洗涤，最后干燥，由此获得复合片状稀土化合物。
[0022]所制备的复合片状稀土化合物为土黄色，呈现良好的珍珠光泽，用光学显微镜和电子显微镜观察，结果表明，该复合片状稀土化合物的粒径为15~50 μ m，厚度约为0.4 μ m，没有团聚和孪晶现象。当通过搅拌分散在水中时，该粉体产生流畅的流线，表明分散性良好。
[0023]实施例2:
[0024]水浴加热至80°C，将0.25摩尔氯化镨、0.25摩尔氯化钕、I摩尔氯化钠和Imol硫酸钠溶于300ml去离子水中，得到含矿化剂的混合稀土溶液。在200ml去离子水中溶解1.5摩尔氢氧化钠和1.5克十二水磷酸三钠，得到含磷化合物的氢氧化钠水溶液。在搅拌的情况下，混合上述两种水溶液，混合完毕继续搅拌30分钟，得一悬浮体或溶胶，蒸发至干燥状态，将所得固体在1100°C下加热5小时。向熔盐处理过的产物中加入去离子水以溶解游离氯化钠、硫酸钠。滤出不溶的固体，再用去离子水洗涤，最后干燥，由此获得复合片状稀土化合物。
[0025]该复合片状稀土化合物为金黄色，呈现良好的珠光光泽，用光学显微镜和电子显微镜观察，结果表明，该复合片状稀土化合物晶体粒径为15~55 μ m,厚度为0.5 μ m，并没有产生孪晶，也没有团聚现象。当通过搅拌分散在水中时，该粉体产生流畅的流线。
[0026]实施例3
[0027]水浴加热至80°C，将0.25摩尔氯化镧、0.25摩尔氯化钕溶于300ml去离子水中，得到混合稀土溶液。在200ml去离子水中溶解1.5摩尔氢氧化钠。在搅拌的情况下，混合上述两种水溶液，得一悬浮体或溶胶。将含I摩尔氯化钠、Imol硫酸钠和1.5克十二水磷酸三钠的水溶液加入到该悬浮体或溶胶，继续搅拌30分钟，，蒸发至干燥状态，将所得固体在1200°C下加热4小时。向熔盐处理过的产物中加入去离子水以溶解游离氯化钠、硫酸钠。滤出不溶的固体，再用去离子水洗涤，最后干燥，由此获得复合片状稀土化合物。
[0028]该复合片状稀土化合物为浅紫色，有很好的珠光光泽，用光学显微镜和电子显微镜观察，结果表明，该复合片状稀土化合物粒径为20~60 μ m，厚度为0.5 μ m，并没有产生孪晶，也没有团聚现象。当通过搅拌分散`在水中时，该粉体产生流畅的流线，分散性很好。
[0029]实施例4
[0030]水浴加热至85°C，将0.25摩尔氯化镨和0.25摩尔氯化镧溶解于250ml去离子水中，得混合稀土水溶液。在200ml去离子水中溶解1.5摩尔氢氧化钠，在搅拌的情况下，混合上述两种水溶液，混合完毕继续搅拌30分钟，得一悬浮体，过滤干燥，将干燥好的粉末和142克硫酸钠、174克硫酸钾、3克十二水磷酸三钠置于球磨罐中，在行星式球磨机中球磨4小时，使混合均匀，将所得固体在1150°C下加热5小时。向热处理过的产品中加入去离子水以溶解游离氯化钠。滤出不溶的固体，再用去离子水洗涤，最后干燥，得到复合片状稀土化合物
[0031]结果表明，用这种方法制备的复合片状稀土化合物粒径为20~45 μ m，厚度为
0.3μπι，分散性良好。与实施实验I比较，硫酸复合熔盐有更好的溶解能力，使片状化合物形状较规则，粒径分布更均匀。
[0032]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种复合片状稀土化合物的制备方法，其特征在于:该方法的具体步骤如下:按配比将稀土可溶性盐、矿化剂、磷化合物溶于去离子水中得到混合溶液，将溶液加热至80°C，向其中滴加沉淀剂水溶液，滴加完毕继续搅拌半小时，得到一种悬浮体或凝胶，蒸发干燥该悬浮体或凝胶，然后将干燥后的产物置于电阻炉中在800°C~1400°C下处理2~7小时，再经水洗、过滤和干燥得到复合片状稀土化合物。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:水溶性稀土盐是各种可溶于水的镧盐、镨盐、钕盐中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的矿化剂为氯化钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铵、硫酸氢铵、硫酸氢钠、硫酸氢钾中的一种或几种，矿化剂的摩尔量应是水溶性稀土盐的2-7倍。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述沉淀剂水溶液为碱、碱金属碳酸盐、草酸盐中一种的水溶液，沉淀剂与稀土盐的摩尔量相等。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述磷化合物选自磷酸、磷酸盐、缩合磷酸、和缩聚磷酸盐的水溶性化合物中的一种或多种，磷化合物的质量为片状稀土化合物的O~5%。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:干燥后的产物置于电阻炉中在1000°C下处理5小时。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:干燥后的产物置于电阻炉中在1200°C下处理4小时。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所制备的复合片状稀土化合物的元素组成如下:镧元素质量百分含量为0%~85.36%，镨元素质量百分含量为0%~85.92%，氧质量百分含量为13.84%~24.28%，硫质量百分含量为O~9.84% ;颜色为无色至土黄色，随着镨含量的增加，颜色逐渐加深，粒径为15 μ m~50 μ m，厚度小于I μ m,纵横尺寸比，即粒径/厚度比大于20。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所制备的复合片状稀土化合物的元素组成如下:镧元素质量百分含量为0%~85.36%,钕元素质量百分含量为0%~86.12%,氧质量百分含量为13.64%~24.13%，硫质量百分含量为O~9.89% ;颜色无色至浅紫色，随着钕含量的增加，颜色逐渐加深，粒径为10 μ m~50 μ m，厚度小于I μ m,纵横尺寸比，即粒径/厚度比大于20。
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所制备的复合片状稀土化合物的元素组成如下:镨元素质量百分含量为0%~85.45%,钕元素质量百分含量为0%~86.16%,氧质量百分含量为13.68%~25.02%，硫质量百分含量为O~9.92% ;颜色为无色至金黄色，随着镨含量的增加，颜色逐渐加深，粒径为15 μ m~60 μ m，厚度小于I μ m,纵横尺寸比，即粒径/厚度比大于20。
【文档编号】C01F17/00GK103803629SQ201310736893
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】钟盛文, 王玉香, 张骞 申请人:江西理工大学