納米二氧化鈰的制備方法（固相燒結(jié)法、液相法、氣相法、噴霧熱分解法等）

二氧化鈰粉末和二氧化鈰的晶格結(jié)構(gòu)

CeO2產(chǎn)品的原料包括：

1、混合型氫氧化稀土RE(O)H3，它是由混合型稀土精礦(包頭稀土礦)及氟碳飾礦精礦經(jīng)處理后而制成的，RE(O)H3中含REO約60%，CeO2約40%；

2、稀土精礦（REO ≥ 50%，CeO2 48%-50%），它可用包頭稀土礦或四川氟碳飾礦精礦處理后而制成；

3、硫酸稀土和氯化稀土（RE2(SO4)3中含REO約50%，CeO2約50%，在RECl3中含REO ≥ 45%，CeO2 ≥ 45%）。上述三種原料為我國(guó)目前生產(chǎn)二氧化鈰提供充足的原料。

一、

一、納米二氧化鈰的制備方法

1.1 固相燒結(jié)法

固相燒結(jié)法是一種傳統(tǒng)的粉體制備工藝，是在高溫下通過(guò)固一固反應(yīng)制備產(chǎn)品的方法。

例如，采用氯化飾和草酸在低熱條件下進(jìn)行機(jī)械力固相化學(xué)反應(yīng)，制備出前驅(qū)體草酸鈰Ce2(C2O4)3·10H2O，繞后經(jīng)過(guò)熱重和差熱分析后，再400℃下分解該前驅(qū)體2h，可以得到粒度在80nm左右、表面形貌為球形、結(jié)構(gòu)為立方晶系的黃色二氧化鈰。

固相燒結(jié)法具有產(chǎn)量大、制備工藝簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn)，但由于能耗大、效率低、雜質(zhì)易混入等缺點(diǎn)，一般使用較少。

液相法

液相法相對(duì)于固相法和氣相法而言具有不需苛刻的物理?xiàng)l件、操作方便、粒子可控等優(yōu)點(diǎn)，從而得到廣泛地研究。目前，液相法制備納米二氧化鈰的方法主要包括：沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法、微乳液法等。

（a）沉淀法

沉淀法是液相化學(xué)合成高純度納米粒子廣泛采用的方法，它是把沉淀劑加入金屬鹽溶液中進(jìn)行沉淀處理，再將沉淀物過(guò)濾、干燥和焙燒來(lái)制得納米級(jí)氧化物粉末，是**的液相法，主要包括直接沉淀、均相沉淀、共沉淀等。利用沉淀法制備納米二氧化鈰的報(bào)道比較多。

沉淀法中，**粒子間的團(tuán)聚是合成的關(guān)鍵問(wèn)題。例如，將Ce(NO3)3用氨水沉淀，然后用液氮使凝膠迅速凍結(jié)，待其在室溫下緩慢融化后進(jìn)行2次脫水，可以得到平均粒徑為7nm，比表面積為89m2/g的納米二氧化鈰粉體。

b）水熱法

水熱法是在特制的高壓反應(yīng)釜里，采用水作為介質(zhì)，通過(guò)對(duì)高壓反應(yīng)釜加熱，創(chuàng)造一個(gè)高溫、高壓的反應(yīng)環(huán)境，使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解并且重結(jié)晶。水熱合成法己用于制備稀土氧化物納米粉末。

例如，用醇水加熱法制備前驅(qū)體，再用水熱法可以制得平均粒徑為10nm左右的Y2O3-CeO2-ZrO2粉體，其粒度分布窄，分散性好。

1.1 氣相法

氣相法是指兩種或兩種以上單質(zhì)或化合物在氣相中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成納米級(jí)新化合物的方法。氣相法包括低壓氣體中蒸發(fā)法氣體冷凝法、活性氫熔融金屬反應(yīng)法、濺射法、通電加熱蒸發(fā)法、揮發(fā)性化合物混合法、激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積等。

例如，可以采用直流磁控反應(yīng)濺射法，通過(guò)調(diào)節(jié)沉積溫度、退火時(shí)間、水分壓等工藝參數(shù)，可以在雙軸織構(gòu)的鎳鎢合金（Ni-5%W）基帶上生長(zhǎng)得到二氧化鈰過(guò)渡層。

1.2 噴霧熱分解法

噴霧熱分解法制備稀土氧化物**粉末，由于兼具了液相法和氣相法的諸多優(yōu)點(diǎn)，近幾年來(lái)成為一種新興的稀土氧化物**粉末的制備方法。

噴霧熱分解法為一步連續(xù)過(guò)程，粒子形態(tài)均勻可控，無(wú)需各種液相法中后續(xù)過(guò)濾、洗滌、干燥、粉碎和鍛燒過(guò)程，既簡(jiǎn)化了操作、有利于工業(yè)生產(chǎn)，又避免在上述過(guò)程中引入雜質(zhì)和破壞晶體結(jié)構(gòu)，從而保證產(chǎn)物的高純度和高活性。目前該法已用于一些稀土氧化物納米粉體的制備，但未見(jiàn)用其制備納米二氧化鈰的報(bào)道。所以各位有興趣有條件的讀者可以嘗試一下。