[發明專利]一種二氧化釷納米材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010464235.1
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111620361A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 趙耀林;王彪;左峰;聶少尉;肖松濤;劉協春;江莉莉
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C01F15/00
• 分類號: C01F15/00;B82Y40/00;C04B35/51;C04B35/626;B01J23/12;B01J35/10;B01J37/10;G21C3/62
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種二氧化釷納米材料的制備方法，屬于納米材料技術領域。所述的制備方法是將硝酸釷溶液與氫氧化鈉溶液混合均勻，加入反應釜中水熱反應，反應產物冷卻到室溫后水洗滌至pH為7.5?8.5，烘干研磨，即制得二氧化釷納米材料。利用本發明的二氧化釷納米材料的制備方法，能夠大規模制備形貌可控、團聚較輕、粒徑均勻、比表面積較高、催化活性好的ThO₂陶瓷納米粉體。

技術領域

本發明屬于二氧化釷納米材料技術領域，涉及一種二氧化釷納米材料的制備方法。

背景技術

二氧化釷(ThO₂)作為錒系金屬氧化物，不僅是一種重要的核燃料，而且在吸附、催化等領域也有著廣泛的應用。為了獲得綜合性能更好的ThO₂，科學家們嘗試了不同的制備方法、原料。

Chen等使用草酸沉淀法，將硝酸釷溶液與草酸反應后煅燒制得ThO₂粉末。Liu等利用輻射法，以可溶性釷的配合物(NH₄)₄Th(C₂O₄)₄為反應物，得到微米尺寸的難溶前驅物，再經600℃燒結處理得到ThO₂微米粒子。Mishra等通過沉淀法，合成了含有結晶水的ThO₂，發現其對放射性廢液中的Ba²⁺和Sr²⁺陽離子有較好的吸附效果。

Liu等使用水熱法，以硝酸釷、尿素、甘油為原料，制備ThO₂陶瓷粉末用于吸附。Cui等使用微波輔助水熱法，將硝酸釷溶液與脲溶液混合反應，得到片狀表面結構的ThO₂陶瓷納米材料。

雖然已存在不少ThO₂的制備方法，但是，大規模制備形貌可控、團聚較輕、粒徑均勻、比表面積較高、催化活性好的ThO₂陶瓷納米粉體仍需努力。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種二氧化釷納米材料的制備方法，以能夠大規模制備形貌可控、團聚較輕、粒徑均勻、比表面積較高、催化活性好的ThO₂陶瓷納米粉體。

為實現此目的，在基礎的實施方案中，本發明提供一種二氧化釷納米材料的制備方法，所述的制備方法是將硝酸釷溶液與氫氧化鈉溶液混合均勻，加入反應釜中水熱反應，反應產物冷卻到室溫后水洗滌至pH為7.5-8.5，烘干研磨，即制得二氧化釷納米材料。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種二氧化釷納米材料的制備方法，其中所述的硝酸釷溶液的濃度為0.5-1.0mol/L，所述的氫氧化鈉溶液的濃度為5-8mol/L，所述的硝酸釷溶液與所述的氫氧化鈉溶液的混合體積比為1:20-1:10。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種二氧化釷納米材料的制備方法，其中所述的反應釜為以聚四氟乙烯為內襯的不銹鋼高溫高壓反應釜。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種二氧化釷納米材料的制備方法，其中所述的水熱反應的溫度為80-100℃，壓力為0.6-0.8MPa，時間為18-48小時。

本發明的有益效果在于，利用本發明的二氧化釷納米材料的制備方法，(1)使用氫氧化鈉做沉淀劑，氫氧化鈉使用廣泛，廉價易制。(2)水熱法制備ThO₂陶瓷粉體毋需高溫煅燒處理，避免了煅燒過程中造成的晶粒長大、缺陷形成和雜質引入，因此所制得的粉體具有較高的燒結活性。(3)氫氧化鈉配合水熱法，能夠大規模制備形貌可控、團聚較輕、粒徑均勻、比表面積較高、催化活性好的ThO₂陶瓷納米粉體。

附圖說明

圖1為實施例1-3制得二氧化釷納米材料的XRD檢測圖譜。