[发明专利]一种近球形La3+

说明书

一种近球形La³⁺掺杂Ce_1‑xLa_xO₂纳米抛光粉及其制备方法，将Ce(NO₃)₃·6H₂O、镧盐和熔盐混合后在坩埚中研磨均匀得混合物；将混合物倒入无水乙醇中磁力搅拌均匀，然后倒入坩埚中在干燥箱中干燥得混合盐；将干燥后的混合盐连同坩埚一起放置在马弗炉中焙烧后自然冷却；用去离子水洗涤，除去杂质离子得到白色沉淀；将白色沉淀产物倒入离心管中，在离心机中用去离子水进行离心洗涤，置入干燥箱干燥后研磨，得到近球形La³⁺掺杂Ce_1‑xLa_xO₂纳米抛光粉。本发明具有选用原料廉价、制备工艺简单、生产周期短的特点。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备领域，具体涉及一种近球形La³⁺掺杂Ce_1-xLa_xO₂纳米抛光粉及其制备方法。

背景技术

稀土抛光粉是稀土原料最重要的应用之一，稀土CeO₂由于其适当的机械性能及高的化学活性，及相对廉价等优势被广泛应用，使其被广泛应用于化学机械抛光工艺中，其在精密光学、航空航天及集成电路制造等领域的精密加工中具有重要应用。目前，商业上大多使用焙烧铈盐制得的粗抛光粉进行加工，且抛光效率较低，由于光学玻璃的抛光是最后一个步骤，在此之后不再进行加工，因此在抛光过程中产生的划痕会导致玻璃质量变差，且使用传统抛光粉制备的抛光液抛光抛光效率较低。因此，如何制备高效抛光且可以显著减少划痕的近球形CeO₂基纳米颗粒是需要大量探索的。

CeO₂抛光粉具有非常广阔的市场，许多研究人员致力于CeO₂纳米粉体的制备。研究表明，掺杂能显著提升铈基抛光粉的抛光效率。由于三价镧离子与四价铈离子的离子半径接近，且三价离子取代四价离子引入大量的Ce³⁺活性位点，有利于抛光效率的提高。的专利CN103203230A公开了一种用碳酸铈镧合金制备镧掺杂CeO₂纳米粉体的方法，但该方法需使用真空感应炉熔炼合金，制备条件苛刻，颗粒为无定型的小尺寸颗粒，并不适合在抛光工艺中使用。熔盐法是一种制备多组分纳米颗粒的方法。专利CN111099650A公开了一种以KCl与LiCl为熔盐体系制备了球形的纳米CeO₂颗粒，该方法可以获得近球形的粉体，但其使用的LiCl盐由于成本太高不适于粉体的大规模生产。因此，开发一种选用原料廉价、工艺简单且能实现镧掺杂CeO₂颗粒形貌尺寸可控制备的熔盐法生产工艺，具有非常重要的现实意义和经济效益。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种可控制备尺寸分布均匀、分散性良好的近球形La³⁺掺杂Ce_1-xLa_xO₂纳米抛光粉及其制备方法，该制备方法具有选用原料廉价、制备工艺简单、生产周期短的特点。

为达到上述目的，本发明的制备方法包括以下步骤：

1)取Ce(NO₃)₃·6H₂O、镧盐和熔盐混合后在坩埚中研磨均匀得混合物，其中Ce：La的摩尔比为1-x：x，0x≤0.3，Ce(NO₃)₃·6H₂O和镧盐与熔盐的摩尔比为1：5～20；

2)将混合物倒入无水乙醇中磁力搅拌均匀，然后倒入坩埚中在干燥箱中干燥得混合盐；

3)将干燥后的混合盐连同坩埚一起放置在马弗炉中以3～5℃/min的升温速率自室温升温至600～850℃焙烧2～4h后，再3～5℃/min的降温速率降温至500℃后自然冷却；

4)将焙烧后的产物用去离子水洗涤，除去杂质盐得到白色沉淀；