纳米CeO2制备的工艺研究

杨宁宁，丁 伟

(化工部长沙设计研究院 沈阳分院，辽宁 沈阳 110026)

CeO2主要适用于精密光学镜头的高速抛光。该抛光粉的性能优良，抛光效果较好，由于价格较高，国内的使用量较少。中铈系稀土抛光粉，主要适用于光学仪器的中等精度中小球面镜头的高速抛光，该抛光粉与高铈粉比较，可使抛光粉的液体浓度降低11%，抛光速率提高35%，制品的光洁度可提高一级，抛光粉的使用寿命可提高30%。目前国内使用这种抛光粉的用量尚少，有待于今后继续开发新用途。低铈系稀土抛光粉，适用于电视机显像管、眼镜片和平板玻璃等的抛光。此外，其它抛光粉用于对光学仪器，摄像机和照相机镜头等的抛光，这类抛光粉国内用量最多，约国内总用量85%以上。如何对CeO2简单高效的制备，已经成了重中之重。

1 实验原料及试剂

Ce(NO3)3·6H2O(分析纯)；(NH4)2CO3·H2O(分析纯)；甘油(分析纯)；甘露醇(分析纯)。

2 制备方法

制备方法：以Ce(NO3)3·6H2O为铈源，(NH4)2CO3·H2O为沉淀剂，并加入一定量甘油和甘露醇，采用燃剂燃烧法制备前驱体Ce2(CO3)3·H2O，前驱体经热处理合成纳米CeO2。

3 结果与讨论

3.1 焙烧温度对CeO2晶粒尺寸的影响

实验考察了9个不同温度点的CeO2晶粒尺寸，在反应时间足够的条件下，测定了不同焙烧温度对CeO2晶粒尺寸的影响，实验结果如图1所示。

图1 焙烧温度对纳米CeO晶粒尺寸的影响

由图1可知，CeO2晶粒尺寸随焙烧温度升高而显著增大。300℃下焙烧，得到CeO2晶粒尺寸最小，但所需焙烧时间相对较长；700℃下，CeO2晶粒随焙烧时间延长而增大，且焙烧初期粒径增长较快；考虑到本次实验的需要选择500℃为最佳温度，其CeO2晶粒尺寸约为10 nm。

3.2 焙烧时间对CeO2晶粒尺寸的影响

在确定500℃为最佳温度条件下，焙烧时间对CeO2晶粒尺寸影响如图2所示。

图2 焙烧时间对纳米CeO2晶粒尺寸的影响

由图2可知，CeO2晶粒尺寸随焙烧时间增长而显著减小。500℃下焙烧，40min后得到CeO2晶粒尺寸最小，其CeO2晶粒尺寸约为10 nm。

3.3 CeO2的粒度分布

采用BT-9300H激光粒度分布仪测定CeO2的粒度分布如图3所示。

图3 CeO2的粒度分布

由图3粒度分析可知CeO2d50≈10 nm，满足后续实验要求。

4 结论

(1)CeO2的最佳焙烧温度是500℃；

(2)CeO2的最佳焙烧时间40min；

(3)经最佳条件制备CeO2其晶粒尺寸约为10 nm。

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(本文文献格式：杨宁宁，丁伟.纳米CeO2制备的工艺研究[J].山东化工,2018,47(7):16,18.)