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CN112919523B - 一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法，该方法包含：将油酸钠水溶液和硝酸铈或氯化铈水溶液在室温下混合，形成疏水沉淀，向混合溶液中滴加氨水，滴加完成后继续搅拌，使疏水沉淀溶解，并形成亲水沉淀；然后，在180～200℃于密封条件下进行水热反应，反应时间为48～96h；待反应结束后，冷却，离心过滤，采用环己烷洗涤固体，干燥，得到前驱体；将前驱体在400～600℃煅烧，保温时间为1～30min，得到六边形片状稀土氧化铈。

Description

一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法
技术领域
本发明涉及一种二维纳米片状稀土氧化铈的制备方法，具体涉及一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法。
背景技术
纳米氧化铈是一种用途极广的稀土材料，可广泛应用于催化剂、电子陶瓷、化妆品的紫外吸收剂、汽车尾气净化、机械抛光剂等。近年来，随着人们对纳米氧化铈的制备进行深入的研究，获得了球形、棒状、片状、花状、纤维状等多种形貌的纳米氧化铈。二维氧化铈纳米片以其特殊的结构形式，优异的光、电、磁、热等性质得到了广泛的关注，许多报道已经证实二维纳米氧化铈在储能、催化、传感、导热等领域所具有的巨大应用潜力。
目前，常用的二维纳米片状氧化铈的制备方法主要有沉淀法和模板法两种。其中，沉淀法由于具有原材料丰富、可操作性强等优点，成为制备二维氧化铈纳米片的常用方法。但是，常规的沉淀法制备氧化铈纳米片有颗粒易团聚、尺寸精度低等缺陷，使得二维氧化铈纳米片展现出诱人前景的同时，也使二维纳米氧化铈的规模化、高质量制备迫在眉睫。
二氧化铈是一种非常重要的稀土氧化物，在真空或还原气氛中二氧化铈表面可以产生低价铈和氧缺陷，具有优异的氧化还原催化性能和气敏功能，特别是具有与吸附分子交换电荷、交换物种(如金属离子、酸根，或者其他化合物之间的交换)的功能，在汽车尾气催化剂、抛光材料、燃料电池电解质、紫外吸收剂、电子陶瓷等领域具有广泛的应用前景。
纳米二氧化铈材料在结构和性能方面比体状材料(具有三维结构大尺寸的固材料，其形貌不规则，不均一)都有很大提高，具有一些新的物理和化学性质，因此对纳米二氧化铈材料的合成研究成为当今纳米材料的研究热点之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法，解决了常规的沉淀法制备氧化铈纳米片有颗粒易团聚、尺寸精度低等缺陷，获得的氧化铈具有规则的片状六边形结构，其纯度高，杂质含量少。
为了达到上述目的，本发明提供了一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法，该方法包含：将油酸钠水溶液和硝酸铈或氯化铈水溶液在室温下混合，形成疏水沉淀，向混合溶液中滴加质量分数为25.0～28.0％的氨水，滴加完成后继续搅拌，使疏水沉淀溶解，并形成亲水沉淀；然后，在180～200℃于密封条件下进行水热反应，反应时间为48～96h；待反应结束后，冷却，离心过滤，采用环己烷洗涤固体，干燥，得到前驱体；将前驱体在400～600℃煅烧，保温时间为1～30min，得到六边形片状稀土氧化铈。
优选地，水热反应在聚四氟乙烯内衬中进行，填充度为60～75％。不同的填充度在加热后产生的内压不同，因此，也会对后期的形貌有所影响，75％的填充度是在内衬所能承受最大压力条件下，最优的填充度。
优选地，铈离子与油酸根离子的摩尔比为1：1～4；铈离子与氨水的摩尔比为1：140～600。
优选地，铈离子的浓度为0.05～0.3mol/L。铈离子浓度过高，得到的氧化铈团聚严重。
优选地，滴加完氨水后继续搅拌30～60min。
优选地，干燥温度为60～90℃。
优选地，干燥时间为6～12h。
本发明的六边形片状稀土氧化铈的制备方法，解决了常规的沉淀法制备氧化铈纳米片有颗粒易团聚、尺寸精度低等缺陷，具有以下优点：
本发明的方法，以油酸根离子为模板剂，油酸根离子具有一端亲水一端疏水的性质，加入油酸根离子后，油酸根离子与铈离子结合，使铈离子以片状的形态整齐排列，后加入氨水，由于沉淀Ksp的差异，油酸跟与铈离子的键断裂，重新与OH-结合，由于一开始油酸根离子的作用，使生成的氢氧化物以片状形态分布。同时，在水热反应过程中，通过反应条件的控制，纳米颗粒之间择优生长促进了材料向六边形的形态发展。
本发明的方法获得的氧化铈具有规则的片状六边形结构，其纯度高，杂质含量少，而且制备过程中采用的煅烧温度低且保温时间短。
附图说明
图1为本发明的六边形片状稀土氧化铈的制备方法的工艺流程图。
图2为本发明方法制备得到的六边形片状稀土氧化铈的XRD图。
图3为本发明方法实施例1制备得到的六边形片状稀土氧化铈的SEM图。
图4为本发明方法实施例2制备得到的六边形片状稀土氧化铈的SEM图。
图5为本发明方法实施例3制备得到的六边形片状稀土氧化铈的SEM图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法，参见图1，为本发明的六边形片状稀土氧化铈的制备方法的工艺流程图，该方法包含：
分别配置0.05mol/L油酸钠水溶液20mL以及0.1mol/L硝酸铈水溶液10mL，将二者混合，并搅拌30min，形成白色疏水沉淀。
然后，向混合溶液中缓慢滴加4mL氨水(未稀释)，滴加完成后继续在室温下搅拌1h，使疏水沉淀(铈离子与油酸根离子结合得到的沉淀为疏水沉淀)溶解，并形成亲水沉淀(添加氨水，由于Ksp差异，油酸根离子与铈离子之间的离子键断开，与氢氧根离子结合，此时生成的沉淀为亲水沉淀)。待搅拌均匀后置于20mL的水热反应釜的聚四氟乙烯内衬中，填充度75％，进行水热反应，控制反应温度180℃，反应时间48h。
反应完成后，离心过滤，并用环己烷洗涤3次，有机试剂中，环己烷的洗涤效果是最好的，洗涤后在80℃条件下干燥12h。
最后，将干燥后的前驱体置于马弗炉中煅烧，控制保温温度500℃，保温时间10min，得到六边形片状稀土氧化铈，其XRD图和SEM图，参见图2和3。
实施例2
一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法，该方法包含：
分别配置0.1mol/L油酸钠水溶液20mL以及0.1mol/L硝酸铈水溶液10mL，将二者混合，并搅拌30min，形成白色疏水沉淀。
然后，向混合溶液中缓慢滴加2mL氨水(未稀释)，滴加完成后继续在室温下搅拌1h，使疏水沉淀溶解，形成亲水沉淀。待搅拌均匀后置于20mL的水热反应釜的聚四氟乙烯内衬中，填充度75％，进行水热反应，控制反应温度200℃，反应时间48h。
反应完成后，离心过滤，并用环己烷洗涤3次，后在60℃条件下干燥12h。
最后，将干燥后的前驱体置于马弗炉中煅烧，控制保温温度400℃，保温时间30min，得到六边形片状稀土氧化铈，其XRD图与实施例1的基本一致，其SEM图参见图4。
实施例3
一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法，该方法包含：
分别配置0.2mol/L油酸钠水溶液20mL以及0.1mol/L硝酸铈水溶液10mL，将二者混合，并搅拌1h，形成白色疏水沉淀。
然后，向混合溶液中缓慢滴加4.5mL氨水(未稀释)，滴加完成后继续在室温下搅拌1h，使疏水沉淀溶解，形成亲水沉淀。待搅拌均匀后置于20mL的水热反应釜的聚四氟乙烯内衬中，填充度75％，进行水热反应，控制反应温度180℃，反应时间96h。
反应完成后，离心过滤，并用环己烷洗涤3次，后在80℃条件下干燥12h。
最后，将干燥后的前驱体置于马弗炉中煅烧，控制保温温度600℃，保温时间1min，得到六边形片状稀土氧化铈，其XRD图与实施例1的基本一致，其SEM图参见图5。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种六边形片状稀土氧化铈的制备方法，其特征在于，该方法包含：
将油酸钠水溶液和硝酸铈或氯化铈水溶液在室温下混合，形成疏水沉淀，向混合溶液中滴加质量分数为25.0～28.0％的氨水，滴加完成后继续搅拌，使疏水沉淀溶解，并形成亲水沉淀；然后，在180～200℃于密封条件下进行水热反应，反应时间为48～96h；铈离子与油酸根离子的摩尔比为1：1～4；铈离子与氨水的摩尔比为1：140～600；铈离子的浓度为0.05～0.3mol/L；
待反应结束后，冷却，离心过滤，采用环己烷洗涤固体，干燥，得到前驱体；
将前驱体在400～600℃煅烧，保温时间为1～30min，得到六边形片状稀土氧化铈。
2.根据权利要求1的六边形片状稀土氧化铈的制备方法，其特征在于，水热反应在聚四氟乙烯内衬中进行，填充度为60～75％。
3.根据权利要求1的六边形片状稀土氧化铈的制备方法，其特征在于，滴加完氨水后继续搅拌30～60min。
4.根据权利要求1的六边形片状稀土氧化铈的制备方法，其特征在于，干燥温度为60～90℃。
5.根据权利要求1的六边形片状稀土氧化铈的制备方法，其特征在于，干燥时间为6～12h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115124064B (zh) * 2022-06-15 2023-08-29 厦门稀土材料研究所 二氧化铈纳米材料及其制备方法和应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101683999A (zh) * 2008-09-26 2010-03-31 杜小青 纳米二氧化铈制备方法
CN103922385A (zh) * 2014-05-08 2014-07-16 宿州学院 一种氧化铈六边形纳米片状结构的制备方法
CN105668606A (zh) * 2016-03-11 2016-06-15 九江学院 一种正方形纳米片状氧化铈的制备方法
CN108017081A (zh) * 2017-12-19 2018-05-11 清华大学 一种纳米氧化铈颗粒的制备方法
CN108545767A (zh) * 2018-04-03 2018-09-18 昆明理工大学 一种正六边形Cu7S4纳米片材料的制备方法
CN109665554A (zh) * 2019-01-16 2019-04-23 南昌大学 一种调节溶剂配比获得形貌可控微纳米二氧化铈的方法
CN110577242A (zh) * 2019-10-22 2019-12-17 陕西科技大学 一种正六边形纳米片状二硫化钨电极材料及其制备方法和应用
KR20210015461A (ko) * 2019-08-02 2021-02-10 솔브레인 주식회사 세륨옥사이드 플레이크 및 이를 포함하는 자외선 차단제 조성물

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101683999A (zh) * 2008-09-26 2010-03-31 杜小青 纳米二氧化铈制备方法
CN103922385A (zh) * 2014-05-08 2014-07-16 宿州学院 一种氧化铈六边形纳米片状结构的制备方法
CN105668606A (zh) * 2016-03-11 2016-06-15 九江学院 一种正方形纳米片状氧化铈的制备方法
CN108017081A (zh) * 2017-12-19 2018-05-11 清华大学 一种纳米氧化铈颗粒的制备方法
CN108545767A (zh) * 2018-04-03 2018-09-18 昆明理工大学 一种正六边形Cu7S4纳米片材料的制备方法
CN109665554A (zh) * 2019-01-16 2019-04-23 南昌大学 一种调节溶剂配比获得形貌可控微纳米二氧化铈的方法
KR20210015461A (ko) * 2019-08-02 2021-02-10 솔브레인 주식회사 세륨옥사이드 플레이크 및 이를 포함하는 자외선 차단제 조성물
CN110577242A (zh) * 2019-10-22 2019-12-17 陕西科技大学 一种正六边形纳米片状二硫化钨电极材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hexagonal CeO2 nanostructures: an efficient electrode material for supercapacitors;Nallappan Maheswari et al.;《Dalton Transactions》;20160808;第45卷;第2.1节 *

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