[發明專利]由碳化鑭錳合金制備納米La(OH)3和Mn3O4微粉的方法

無效

• 申請號: 201010152374.7
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN101811723A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 倪建森;李其亭;吳移清;丁偉中
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00;C01G45/02;B82B3/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種由碳化鑭錳合金制備納米La(OH)₃和Mn₃O₄微粉的方法，屬于無機材料制備工藝技術領域。

背景技術

我國是世界第一稀土大國，已探明工業儲量為世界第一，稀土工業已成為我國重要的化工產業之一，其中稀土氫氧化物和稀土氧化物是稀土工業中應用最廣泛的品種。稀土元素鑭的氫氧化物La(OH)₃已被用于催化劑，納米La(OH)₃在催化等領域表現出廣闊的應用前景。它還可以被用于敏感器件，有研究表明，在多硅孔材料中摻加La(OH)₃后其交流阻抗隨環境溫度的增大而減少，呈近似線性規律，敏感度變化很小，摻La(OH)₃多孔硅比傳統的LiCl敏感材料的敏感度有所提高，La(OH)₃粒度越小，其性能則越好。

鈣鈦礦錳氧化物由于其組成和結構的靈活多變性及磁電特性的奇異性，近幾十年來是人們研究的熱點，這類材料在龐磁電阻、磁制冷、固體燃料電池、催化和傳感器等方面得到廣泛的應用。

目前制備納米La(OH)₃的主要方法有水熱法和沉淀法等。但是這些制備納米La(OH)₃方法都存在一些缺點。

水熱法是以鑭的鹽和堿為反應物，加入一些添加劑，在較高的溫度下反應十幾個小時以上，能量消耗較大，由于加入添加劑，不但成本高，而且制得的納米La(OH)₃雜質含量較高，因此，水熱法制備不易大規模生產。

沉淀法是以適量的La₂O₃與濃鹽酸完全反應，再加適量的蒸餾水加熱得到一定濃度的溶液，然后加入濃氨水調節該溶液的PH值，再將過濾得到的沉淀物在較高的溫度下焙燒一定時間。沉淀法工藝雖然簡單，但是需要在高溫下焙燒，易于使納米粒子團聚，這對需要高比表面積的納米粒子是非常不利的。

發明內容

本發明目的是提供一種納米La(OH)₃和Mn₃O₄微粉和的制備方法，該方法操作簡單，綠色環保，易于實現工業化生產。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種由碳化鑭錳合金制備納米La(OH)₃和Mn₃O₄微粉的方法，其特征在于該方法具有以下的工藝過程和步驟：

a)以質量百分比計，將61.8～68.5％金屬鑭、22.3～30.7％電解錳和7～10％石墨用真空感應爐熔煉，選用石墨坩堝，溶化后澆鑄得到脆性碳化鑭錳合金。

b)將脆性碳化鑭錳合金破碎至粒徑小于0.076mm細粉，合金細粉與去離子水按質量比1∶5～1∶15配制，將其緩慢倒入盛有去離子水的燒杯中，并放置于磁力攪拌器上進行攪拌，調節溫度使其穩定在10～50℃，合金細粉剛倒入去離子水中即與水發生反應，立刻有小氣泡出現，并放出熱量，經18～36小時恒溫攪拌反應得到棕色懸浮液。倒掉上層液，再加入去離子水攪拌洗滌，如此反復幾遍，空氣中80℃烘箱烘干得到棕色納米La(OH)₃和Mn₃O₄微粉，圖1是實施例1納米La(OH)₃和Mn₃O₄微粉X射線衍射圖譜，從圖中可以看出主相是納米La(OH)₃微粉，另有少量的Mn₃O₄相，根據謝樂公式可估算出La(OH)₃的粒徑為8納米。圖2是實施例1納米La(OH)₃和Mn₃O₄微粉透射電鏡照片，不規則，粒徑只有幾納米的小顆粒為La(OH)₃微粉，見圖2中的A，與謝樂公式估算的相近。另外四方形的，粒徑幾十納米的為Mn₃O₄微粉，見圖2中的B。