[發明專利]一種無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物及其制備方法

有效

• 申請號: 201610950458.2
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN106495200B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 李繼光;王雪嬌;朱琦;李曉東;孫旭東
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 劉曉嵐

1.一種無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物的制備方法，其中，所述的無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物化學式為RE₂(OH)₄SO₄，結構式為RE₄(OH)₈(SO₄)₂，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物結構中，RE³⁺與羥基、硫酸根形成九配位多面體REO₉，RE為Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或Y元素中的一種，其中：

所述的九配位多面體REO₉為三帽三棱柱，其中六個氧來自于羥基基團而另外三個氧來自硫酸根；

所述的無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物結構中，由九配位多面體REO₉以共面和共邊的方式構建形成主層板，主層板通過處于層間起電荷平衡作用的硫酸根相連；

當RE為Eu元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為準六邊形微米板片，厚為0.5～0.8μm，長為4～8μm；

當RE為Gd元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為準六邊形微米板片，厚為0.5～0.8μm，長為4～8μm；

當RE為Tb元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為準六邊形微米板片，厚為1～3μm，長為15～20μm；

當RE為Dy元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為類球形團聚體，直徑為60～110μm；

當RE為Ho元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為團聚球；直徑為60～100μm；

當RE為Er元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為亞毫米團聚球，直徑為100～250μm；

當RE為Tm元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為類球形團聚體，直徑為80～150μm；

當RE為Yb元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為不規則形貌團聚體，直徑為120～220μm；

當RE為Lu元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為亞毫米的類球形團聚體，直徑為150～200μm；

當RE為Y元素，無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物形狀為亞毫米團聚球，直徑為120～200μm；

其特征在于，所述的制備方法包括以下步驟：

(1)將硫酸銨顆粒溶于RE(NO₃)₃溶液中，攪拌形成均勻溶液，向均勻溶液中加入氨水，并持續攪拌，調節溶液pH為7.0～10.0，得到懸濁液；其中，RE為Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或Y元素中的一種，加入量按摩爾比，SO₄^2-：RE³⁺＝0.5～5；

(2)將懸濁液，進行水熱反應，獲得水熱化合物；其中，水熱反應溫度為150～200℃，水熱反應時間為1～72h；

(3)將水熱化合物，自然冷卻至室溫，獲得冷卻產物；

(4)將冷卻產物進行離心清洗、離心分離與烘干，得到無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物RE₂(OH)₄SO₄。

2.根據權利要求1所述的無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物的制備方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，RE(NO₃)₃溶液的濃度為0.05～0.5mol/L。

3.根據權利要求1所述的無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物的制備方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，氨水加入方式為逐滴加入。

4.根據權利要求1所述的無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，水熱反應在反應釜中進行。

5.根據權利要求1所述的無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物的制備方法，其特征在于，所述的步驟(4)中，冷卻產物的離心清洗過程為：先用蒸餾水離心清洗，再用無水乙醇離心清洗，其中，蒸餾水離心清洗次數為3次，無水乙醇離心清洗次數為1次。

6.根據權利要求1所述的無水硫酸鹽型稀土層狀氫氧化物的制備方法，其特征在于，所述的步驟(4)中，烘干溫度為50～80℃。