[发明专利]一种高纯纳米氧化铕粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米稀土材料制备领域，特别涉及一种高纯纳米氧化铕粉体的制备方法。

背景技术

近年来，国内外对纳米稀土氧化物粉体的化学法制备开展了广泛的实验室研究，主要有化学沉淀法(反应物浓度低、废水量大、固液分离困难)、热分解法、溶胶-凝胶法(成本高、周期长、产率低)、醇盐水解法(醇盐成本高且需在无水条件下操作)、低温燃烧合成，喷雾热分解法(设备投资大，生成的粉体收集较困难)、水热法和室温固相法等。

化学沉淀法包括碱式盐或氢氧化物沉淀法(无定型胶状沉淀的洗涤、过滤困难，产物纯度下降)、碳酸盐沉淀法、草酸盐沉淀法，尿素水解均相沉淀法(反应物浓度低、废水量大、固液分离困难)。沉淀法具有原料成本低、设备简单，颗粒均匀等优点，但沉淀法工艺也具有一些缺点，如固液分离困难，在沉淀、干燥和煅烧过程中容易形成团聚等。

以不同的前驱体热分解制备纳米稀土氧化物也有许多报道，有以柠檬酸类的稀土羧酸配合物溶液、非晶态稀土配合物为前驱体，王增林等在一定压力的水蒸气下热分解十四种稀土草酸盐均得到相应的稀土纳米氧化物，但工艺复杂，条件难于控制。国内外单独关于纳米氧化铕粉体制备的文章很少，国内铕侯文华等以尿素为沉淀剂，采用“热冷交替”方式，均相沉淀法制备了单分散的球形纳米氧化铕粒子(化学学报，2000，58：683-687)，国外有G.Wakefield等采用溶胶沉淀法在甲醇体系里制备了小于50nm氧化铕粒子(Journal of Colloid and Interface Science，1999，215：179-182)，以上两篇文献报道的制备方法均不具备工业化前景。

关于超细或纳米稀土氧化物制备的专利不少。申请号200310110306的中国专利将沉淀剂碱性柠檬酸铵溶液加入到硝酸稀土溶液，得到絮状沉淀，经过滤、洗涤、煅烧，得到纳米氧化物；申请号200810033027的中国专利公开了氧化铕红色荧光粉制备方法，该法采用昂贵的自已合成的有机配体与硝酸稀土配位得到粘稠的稀土有机前驱体，不具工业化前景；申请号01108144的中国专利公开了纳米稀土氧化物的生产方法，在稀土氯化物ReCl₃溶液中，加入碱性溶液产生沉淀物，将作为表面修饰剂的醇类物质加入清洗干燥后的沉淀物，搅拌均匀后，加热分解，粉碎过筛，即得到纳米稀土氧化物Re₂O₃；申请号02115326的中国专利公开了沉淀法纳米稀土氧化物的生产方法，该法通过向稀土碳酸盐沉淀滤饼加入表面活性剂，加热，剧烈搅拌，形成固体泡沫，干燥，煅烧得到纳米稀土氧化物粉体；目前尚未有关于可溶性结晶羧酸铕直接热分解制备纳米氧化铕的报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种制备纳米氧化铕粉体的新方法。

本发明所述的方法按如下步骤进行：

(1)用一元羧酸溶解高纯碳酸铕或氧化铕或氢氧化铕，形成澄清透明的羧酸铕溶液；

(2)将澄清的羧酸铕溶液在70～110℃温度下浓缩，冷却，至出现结晶为止，分离结晶体，母液进行下一次浓缩(循环浓缩)；

(3)将分离得到的羧酸铕晶体烘干；

(4)烘干的晶体在700～1100℃温度下，煅烧1～4小时，即得到粒径30～80nm的氧化铕粉体。

本发明所述的一元羧酸为碳原子数大于2的一元羧酸。

本发明改变了超细或纳米稀土氧化铕粉体主要通过碳酸稀土、草酸稀土、氢氧化稀土或稀土的非晶态配合物凝胶等不溶物前驱体热分解制备的传统方法，克服了沉淀法洗涤和固液分离困难以及沉淀干燥煅烧后粉体结块团聚的难题，同时避免了溶胶-凝胶法生成凝胶干燥周期长(达数天)、得到粉体量少、纯度下降和团聚严重的问题。本发明工艺流程简单、设备原料常见、制备成本低、产物纯度高、分散性好，易于实现与常见的盐酸体系稀土萃取分离工艺衔接的工业化生产。

附图说明

图1为实施例所述的纳米氧化铕的透射电镜照片。

图2为实施例所述的纳米氧化铕的X射线粉末衍射图。

具体实施方式

实施例

取5.00g氧化铕、40ml浓度为500g/L的丙酸溶液，加入烧杯中，70℃温度下，边搅拌，边溶解，溶液完全澄清透明后，加入真空浓缩罐，100℃温度下进行浓缩，至出现结晶为止，然后放罐，分离结晶体。母液进行下一次浓缩(循环浓缩)。在热风或真空干燥器将浓缩后晶体烘干，室温下，放入马弗炉，升温至900℃，保温4小时，断电，随炉冷却至室温，即得纳米氧化铕粉体。图1为纳米氧化铕的透射电镜照片，图2为纳米氧化铕的X射线粉末衍射图。