[發明專利]一種高純納米氧化銪粉體的制備方法

無效

• 申請號: 200910114824.0
• 申請日: 2009-01-12
• 公開（公告）號: CN101462761A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 陳偉凡
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00
• 代理公司: 南昌新天下專利代理有限公司
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明屬于納米稀土材料制備領域，特別涉及一種高純納米氧化銪粉體的制備方法。

背景技術

近年來，國內外對納米稀土氧化物粉體的化學法制備開展了廣泛的實驗室研究，主要有化學沉淀法(反應物濃度低、廢水量大、固液分離困難)、熱分解法、溶膠-凝膠法(成本高、周期長、產率低)、醇鹽水解法(醇鹽成本高且需在無水條件下操作)、低溫燃燒合成，噴霧熱分解法(設備投資大，生成的粉體收集較困難)、水熱法和室溫固相法等。

化學沉淀法包括堿式鹽或氫氧化物沉淀法(無定型膠狀沉淀的洗滌、過濾困難，產物純度下降)、碳酸鹽沉淀法、草酸鹽沉淀法，尿素水解均相沉淀法(反應物濃度低、廢水量大、固液分離困難)。沉淀法具有原料成本低、設備簡單，顆粒均勻等優點，但沉淀法工藝也具有一些缺點，如固液分離困難，在沉淀、干燥和煅燒過程中容易形成團聚等。

以不同的前驅體熱分解制備納米稀土氧化物也有許多報道，有以檸檬酸類的稀土羧酸配合物溶液、非晶態稀土配合物為前驅體，王增林等在一定壓力的水蒸氣下熱分解十四種稀土草酸鹽均得到相應的稀土納米氧化物，但工藝復雜，條件難于控制。國內外單獨關于納米氧化銪粉體制備的文章很少，國內銪侯文華等以尿素為沉淀劑，采用“熱冷交替”方式，均相沉淀法制備了單分散的球形納米氧化銪粒子(化學學報，2000，58：683-687)，國外有G.Wakefield等采用溶膠沉淀法在甲醇體系里制備了小于50nm氧化銪粒子(Journal?of?Colloid?and?Interface?Science，1999，215：179-182)，以上兩篇文獻報道的制備方法均不具備工業化前景。

關于超細或納米稀土氧化物制備的專利不少。申請號200310110306的中國專利將沉淀劑堿性檸檬酸銨溶液加入到硝酸稀土溶液，得到絮狀沉淀，經過濾、洗滌、煅燒，得到納米氧化物；申請號200810033027的中國專利公開了氧化銪紅色熒光粉制備方法，該法采用昂貴的自已合成的有機配體與硝酸稀土配位得到粘稠的稀土有機前驅體，不具工業化前景；申請號01108144的中國專利公開了納米稀土氧化物的生產方法，在稀土氯化物ReCl₃溶液中，加入堿性溶液產生沉淀物，將作為表面修飾劑的醇類物質加入清洗干燥后的沉淀物，攪拌均勻后，加熱分解，粉碎過篩，即得到納米稀土氧化物Re₂O₃；申請號02115326的中國專利公開了沉淀法納米稀土氧化物的生產方法，該法通過向稀土碳酸鹽沉淀濾餅加入表面活性劑，加熱，劇烈攪拌，形成固體泡沫，干燥，煅燒得到納米稀土氧化物粉體；目前尚未有關于可溶性結晶羧酸銪直接熱分解制備納米氧化銪的報道。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提出一種制備納米氧化銪粉體的新方法。

本發明所述的方法按如下步驟進行：

(1)用一元羧酸溶解高純碳酸銪或氧化銪或氫氧化銪，形成澄清透明的羧酸銪溶液；

(2)將澄清的羧酸銪溶液在70～110℃溫度下濃縮，冷卻，至出現結晶為止，分離結晶體，母液進行下一次濃縮(循環濃縮)；

(3)將分離得到的羧酸銪晶體烘干；

(4)烘干的晶體在700～1100℃溫度下，煅燒1～4小時，即得到粒徑30～80nm的氧化銪粉體。

本發明所述的一元羧酸為碳原子數大于2的一元羧酸。

本發明改變了超細或納米稀土氧化銪粉體主要通過碳酸稀土、草酸稀土、氫氧化稀土或稀土的非晶態配合物凝膠等不溶物前驅體熱分解制備的傳統方法，克服了沉淀法洗滌和固液分離困難以及沉淀干燥煅燒后粉體結塊團聚的難題，同時避免了溶膠-凝膠法生成凝膠干燥周期長(達數天)、得到粉體量少、純度下降和團聚嚴重的問題。本發明工藝流程簡單、設備原料常見、制備成本低、產物純度高、分散性好，易于實現與常見的鹽酸體系稀土萃取分離工藝銜接的工業化生產。

附圖說明

圖1為實施例所述的納米氧化銪的透射電鏡照片。

圖2為實施例所述的納米氧化銪的X射線粉末衍射圖。

具體實施方式

實施例

取5.00g氧化銪、40ml濃度為500g/L的丙酸溶液，加入燒杯中，70℃溫度下，邊攪拌，邊溶解，溶液完全澄清透明后，加入真空濃縮罐，100℃溫度下進行濃縮，至出現結晶為止，然后放罐，分離結晶體。母液進行下一次濃縮(循環濃縮)。在熱風或真空干燥器將濃縮后晶體烘干，室溫下，放入馬弗爐，升溫至900℃，保溫4小時，斷電，隨爐冷卻至室溫，即得納米氧化銪粉體。圖1為納米氧化銪的透射電鏡照片，圖2為納米氧化銪的X射線粉末衍射圖。