[实用新型]一种采用吸附隔离剂制备纳米氧化铈的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用吸附隔离剂制备纳米氧化铈的系统，是绿色新工艺，环境友好性强，属于冶金技术领域。

术语“硝酸铈或氯化铈与吸附隔离剂的比例控制器”是指，1:0.10-0.30，优选1:0.15-0.25，的控制器。术语“硝酸铈或氯化铈与吸附隔离剂的充分混合搅拌器”是指，通过搅拌使吸附隔离剂浸润与硝酸铈或氯化铈溶液充分混合的搅拌器。术语“沉淀剂稀释控制器”是指，使浓度为25～28％的碳酸氢铵、草酸、氨水、尿素等稀释3-5倍(优选4倍)的控制器。术语“硝酸铈或氯化铈与吸附隔离剂的pH值控制器”是指，使pH值为9～10的控制器。术语“硝酸铈或氯化铈与吸附隔离剂的持续搅拌时间控制器”是指，持续搅拌0.5-1.5小时(优选1小时)的控制器。术语“烘干温度控制器”是指，75-85℃(优选80℃)的控制器。术语“焙烧温度控制器”是指，700-800℃(优选750℃)的控制器。术语“焙烧时间控制器”是指，3.5-4.5小时(4小时)的控制器。术语“用于检测产品粒径的扫描电镜”是指，可观察45-80nm范围的扫描电镜。

背景技术

纳米粒子以其独特的光、声、电、磁、热、催化、力学、化学活性等性质及潜在的应用前景，成为材料科学研究的热点之一。纳米氧化铈(CeO₂)作为稀土材料家族中的重要一员，在抛光材料、蓄光材料、电子材料、催化剂、紫外吸收、特种玻璃、精密陶瓷、氧泵、燃料电池等方面有着许多应用。纳米CeO₂是一种高附加值的稀土深加工产品，具有许多新性质、新用途，已广泛应用于陶瓷、发光材料、催化剂、燃料电池和抛光等领域。高新技术的发展对纳米CeO₂的要求越来越高，其中最基本的要求是粒度细、纯度高、比表面积大、活性高以及颗粒的外形和均匀性，而它们与合成方法和制备过程密切相关。

但是，关于纳米CeO₂制备方法和技术，目前都不成熟，都没有实现产业化，大都处于实验室阶段，这就在很大程度上限制了纳米CeO₂的生产、应用及发展。纳米CeO₂的制备方法有很多种，一般根据合成产品的条件不同，可大致将制备方法分为气相法、固相法和液相法三大类。

液相法具备反应条件温和，易于控制等优点，同时又比固相法制备的粉体纯净、团聚少，很容易实现工业化生产，是目前制备纳米粒子最常用的方法。

但是，液相法普遍存在的颗粒团聚现象、单分散性差、粒度不均匀以及性能不稳定等问题，仍然影响纳米氧化铈的使用性能。

因此，研发一种成本低、工艺简单、且能够获得性能优异的纳米二氧化铈的制备方法，解决纳米氧化铈干燥、焙烧团聚的技术瓶颈，成为决定氧化铈产业化发展的关键。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种采用吸附隔离剂制备纳米氧化铈的系统，其可解决纳米氧化铈制备工艺在干燥、焙烧易团聚的技术瓶颈，该工艺铈回收率高、产品粒径均匀，分布窄，分散性好、高能效、低成本。

为此，本实用新型提供了一种制备纳米氧化铈的系统，其特征在于，包括：铈溶液配制装置，其具有溶液化学反应温度控制器、沉淀剂添加器和隔离分散剂添加器；铈溶液配制装置之后，依次设有沉淀中间体过滤装置、干燥装置、高温焙烧装置、以及产品容纳和包装装置。

优选地，还包括硝酸铈或氯化铈与吸附隔离剂的比例控制器。

优选地，还包括硝酸铈或氯化铈与吸附隔离剂的充分混合搅拌器。

优选地，还包括沉淀剂稀释控制器。

优选地，还包括硝酸铈或氯化铈与吸附隔离剂的pH值控制器。

优选地，还包括硝酸铈或氯化铈与吸附隔离剂的持续搅拌时间控制器。

优选地，还包括烘干温度控制器。

优选地，还包括焙烧温度控制器。

优选地，还包括焙烧时间控制器。

优选地，还包括用于检测产品粒径的扫描电镜。

根据本实用新型，在铈溶液加碱沉淀过程中，加入一种吸附能力强且尽可能地燃烧完全的吸附隔离剂，如碳黑、碳粉、淀粉等固体粉体，吸附隔离剂能将沉淀过程中的铈化合物吸附在表面上，既能加快沉降的速度，又能有效减少铈化合物的相互接触面，大幅降低氢键的数量，从而解决纳米氧化铈干燥团聚的技术瓶颈。