[发明专利]用燃烧法制备质轻多孔的纳米氧化铈

说明书

本发明提供了一种制备纳米氧化铈的方法，该方法包括以下步骤：(1)将铈源与络合剂混合，研磨，在研磨的过程中加入一定量的水；(2)将步骤(1)研磨后得到的混合物在一定温度下干燥一段时间；(3)将步骤(2)干燥后的混合物煅烧，得到纳米氧化铈。该方法工艺简单、绿色环保、制备原料成本低、设备要求低、生产效率高、重现性好、易于工业生产，并可以通过控制铈源与络合剂的比例，调控纳米氧化铈的颜色。本发明在无沉淀剂和表面活性剂的情况下获得纳米氧化铈，得到质轻多孔的纳米氧化铈比表面积在49.5～55.5m²·g^‑1，质轻多孔、颜色可调。

技术领域

本发明涉及稀土材料的制备方法，尤其涉及纳米氧化铈的制备方法。

背景技术

氧化铈是一种廉价且用途广泛的材料，也是稀土元素中应用最为重要的元素之一。主要应用于抛光材料、电子陶瓷、燃料电池原料、储氢材料、汽油催化剂、汽车尾气净化、催化剂的载体等。

目前合成氧化铈的方法有：沉淀法、微乳液法、溶剂热法、溶胶凝胶法、微波辅助加热法等。沉淀法在反应过程中对产品的影响因素较多，如：反应温度、浓度、焙烧时间、溶液pH值等条件，工业生产过程中很难控制；微乳法、溶剂热法等方法存在着原料成本高，得到前驱体一般都要高温煅烧、工艺复杂、环境污染、得到的产品易团聚等缺点，以至于在工业上的生产应用中受到限制。

公开号为CN101182027A的中国专利申请公开了一种用自催化燃烧法制备纳米二氧化铈的方法，以硝酸铈为铈源，以多羟基有机物为燃烧剂，按多羟基有机物与硝酸亚铈的摩尔比为0.5:1至3:1配置溶液，滴加氨水调节溶液pH值在3～10之间，将上述络合物溶胶置于鼓风干燥箱中，150℃以上蒸发溶剂后自催化燃烧12小时，获得纳米二氧化铈。

公开号为CN1887718A的中国专利申请公开的一种用燃烧法制备纳米二氧化铈的方法，以硝酸铈和苹果酸分别为铈源和络合剂，配置苹果酸的水溶液，加入硝酸铈，搅拌溶解，氨水调控pH值，经室温搅拌、蒸发溶剂、干燥和加热自蔓延燃烧，得纳米二氧化铈。

从上述几种制备方法可以看出，目前制备优质的氧化铈的方法上还存在反应过程复杂，反应时间长，成本高，废气废料难处理，不易在大生产中应用等缺点。

因此提出一种原料廉价、工艺简单、耗能低、产量高的一种纳米氧化铈的合成方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备纳米氧化铈的方法，该方法具有工艺简单、绿色、重现性好、产量高等优点，制备出的纳米氧化铈质轻多孔、颜色可调。

本发明提供的一种制备纳米氧化铈的方法，包括以下步骤：

(1)将铈源与络合剂混合，研磨，在研磨的过程中加入一定量的水；

(2)将步骤(1)研磨后得到的混合物在一定温度下干燥一段时间；

(3)将步骤(2)干燥后的混合物煅烧，得到纳米氧化铈。

进一步的，步骤(1)所述的铈源为六水硝酸铈、醋酸铈、碳酸铈、硝酸铈铵中的一种或两种以上混合物。

进一步的，步骤(1)所述的络合剂为甘油、柠檬酸、抗坏血酸、尿素、葡萄糖中的一种或两种以上混合物。

进一步的，步骤(1)所述的铈源、络合剂与水的质量比为1:0.1:0.6～1:0.8:1。

进一步的，步骤(2)所述的温度为30～70℃，时间为1～4h。

进一步的，步骤(3)所述的煅烧温度为150～300℃，煅烧时间为0.5～2h。