本發(fā)明涉及一種高純均一型納米氧化鈰的制備方法，屬于納米氧化鈰制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
納米氧化鈰作為一種應(yīng)用廣泛的稀土化合物，在硅橡膠耐熱添加劑、催化劑、光電材料、紫外屏蔽劑及陶瓷中得到了大量的應(yīng)用。目前納米氧化鈰制備方法有溶膠凝膠法、化學(xué)沉淀法、水熱法等，溶膠凝膠法作為一種常用的合成超細(xì)粉體材料的方法，是利用金屬醇鹽在一定條件下發(fā)生水解或縮合聚合反應(yīng)得到溶膠，然后經(jīng)過陳化、干燥等步驟制得凝膠前驅(qū)體，將前驅(qū)體在空氣或保護(hù)氣氛中熱處理以后成為固體氧化物?；瘜W(xué)沉淀法是向金屬醇鹽中加入沉淀劑和抑制劑，用來控制反應(yīng)的速率，避免過度的團(tuán)聚，然后經(jīng)過干燥、焙燒等過程得到最終的產(chǎn)物。水熱法一是預(yù)先制備出CeO2的前驅(qū)體，可采用向硝酸鈰中滴加堿性pH值調(diào)節(jié)劑的方法先得到沉淀，然后將沉淀放入高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行晶化過程，得到納米尺寸范圍的CeO2顆粒；二是使用鈰鹽和酸性 pH 值調(diào)節(jié)劑共同組成反應(yīng)溶液，控制反應(yīng)溫度、時間及pH值，在高壓釜中反應(yīng)以后得到CeO2納米顆粒。目前方法制備納米氧化鈰存在的問題：溶膠、凝膠過程所需時間較長，且凝膠中存在大量微孔,在干燥過程中又將會溢出許多氣體及有機物，并發(fā)生收縮；在制備過程中粒子易團(tuán)聚，顆粒分散性較差，粒徑大且分布不均勻，導(dǎo)致成品純度低；產(chǎn)物燒結(jié)性能差，產(chǎn)量較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前方法制備納米氧化鈰制備過程中粒子易團(tuán)聚，顆粒分散性較差，粒徑大且分布不均勻，導(dǎo)致成品純度低的弊端，提供了一種將中藥海燕洗凈晾干、碾磨過篩后，與甲醛混合水浴加熱，過濾得濾液，與石油醚攪拌混合，靜置分層得下層水相，調(diào)節(jié)pH后透析得透析液，與乙酸乙酯混合靜置，過濾得濾餅，干燥制得海燕皂苷，與蘋果酸等制得的混合酸溶液混合超聲振蕩得改性混酸溶液，加入碳酸鈰球磨制得的粉末等攪拌混合，過濾得濾餅，洗滌干燥制得高純均一型納米氧化鈰的方法，有效解決了傳統(tǒng)方法制備過程中粒子易團(tuán)聚，顆粒分散性較差，粒徑大且分布不均勻，導(dǎo)致成品純度低的問題。本發(fā)明提取海燕皂苷，通過提取的生物表面活性劑與混合酸復(fù)配，再與碳酸鈰復(fù)合沉淀是，通過預(yù)先加入分散劑，有效的防止納米氧化鈰顆粒發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，從而制備一種粒徑均一，無團(tuán)聚產(chǎn)生的納米氧化鈰，本發(fā)明制備步驟簡單，制備過程中粒子無團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生，顆粒分散性好，粒徑小且分布均勻，所得納米氧化鈰純度高。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：
（1）收集中藥海燕，將其洗凈后并自然晾干，碾磨并過80～100目篩，收集得海燕粉末，按質(zhì)量比1:8，將海燕粉末與甲醇攪拌混合，在55～60℃下水浴加熱1～2min，隨后過濾并收集濾液，再按質(zhì)量比1:3，將濾液與石油醚混合，在450～600r/min下攪拌10～12h；
（2）待上述攪拌混合完成后，靜置分層，收集下層水相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.5，再用分子量14000透析袋透析處理3～5h，收集透析液，并按體積比1:10，將透析液與乙酸乙酯攪拌混合，靜置6～8h后，過濾并收集濾餅，在65～70℃下干燥6～8h，收集得海燕皂苷；
（3）按重量份數(shù)計，分別稱量45～50份去離子水、10～15份蘋果酸、5～10份綠原酸和5～10份檸檬酸置于燒杯中，攪拌混合并置于65～70℃下水浴加熱25～30min，收集得混合酸溶液，按質(zhì)量比1:8，將上述收集的海燕皂苷與混合酸溶液攪拌混合，在200～300W下超聲振蕩15～20min，制備得改性混酸溶液；
（4）將碳酸鈰置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨2～3h，隨后過80～90目篩，收集得碳酸鈰粉末，按重量份數(shù)計，分別稱量45～50份上述改性混酸溶液、5～10份明膠和15～20份碳酸鈰粉末置于燒杯中，在55～60℃下攪拌混合2～3h，隨后過濾并收集濾餅，用去離子水洗滌3～5次后，再在65～70℃下干燥6～8h，即可制備得一種高純均一型納米氧化鈰。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：將本發(fā)明制得的高純均一型納米氧化鈰添加至硅橡膠中，控制添加量為硅橡膠質(zhì)量的3～5%，添加完畢，置于開煉機中混煉，并在165～170℃下保溫40～45min，保溫后置于壓力成型機中，經(jīng)二次硫化成型即可。本發(fā)明納米氧化鈰與硅橡膠相容性好，在硅橡膠基體中分散均勻，可有效提高硅橡膠的熱空氣老化性能，經(jīng)檢測，添加本發(fā)明納米氧化鈰的硅橡膠在250～280℃下老化72～82h質(zhì)量保持率為63～67%，邵爾A型硬度為72～73H，拉伸強度為4.5～5.6MPa，拉斷伸長率為280～290%，值得推廣與使用。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備步驟簡單，制備過程中粒子無團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生，顆粒分散性好；
（2）本發(fā)明納米氧化鈰純度高達(dá)99.86%以上，粒徑小且分布均勻。
具體實施方式
首先收集中藥海燕，將其洗凈后并自然晾干，碾磨并過80～100目篩，收集得海燕粉末，按質(zhì)量比1:8，將海燕粉末與甲醇攪拌混合，在55～60℃下水浴加熱1～2min，隨后過濾并收集濾液，再按質(zhì)量比1:3，將濾液與石油醚攪拌混合，在450～600r/min下攪拌混合10～12h；然后待上述攪拌混合完成后，靜置分層，收集下層水相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.5，再用分子量14000透析袋透析處理3～5h，收集透析液，并按體積比1:10，將透析液與乙酸乙酯攪拌混合，靜置6～8h后，過濾并收集濾餅，在65～70℃下干燥6～8h，收集得海燕皂苷；再按重量份數(shù)計，分別稱量45～50份去離子水、10～15份蘋果酸、5～10份綠原酸和5～10份檸檬酸置于燒杯中，攪拌混合并置于65～70℃下水浴加熱25～30min，收集得混合酸溶液，按質(zhì)量比1:8，將上述收集的海燕皂苷與混合酸溶液攪拌混合，在200～300W下超聲振蕩15～20min，制備得改性混酸溶液；最后將碳酸鈰置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨2～3h，隨后過80～90目篩，收集得碳酸鈰粉末，按重量份數(shù)計，分別稱量45～50份上述改性混酸溶液、5～10份明膠和15～20份碳酸鈰粉末置于燒杯中，在55～60℃下攪拌混合2～3h，隨后過濾并收集濾餅，用去離子水洗滌3～5次后，再在65～70℃下干燥6～8h，即可制備得一種高純均一型納米氧化鈰。
實例1
首先收集中藥海燕，將其洗凈后并自然晾干，碾磨并過80目篩，收集得海燕粉末，按質(zhì)量比1:8，將海燕粉末與甲醇攪拌混合，在55℃下水浴加熱1min，隨后過濾并收集濾液，再按質(zhì)量比1:3，將濾液與石油醚攪拌混合，在450r/min下攪拌混合10h；然后待上述攪拌混合完成后，靜置分層，收集下層水相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.5，再用分子量14000透析袋透析處理3h，收集透析液，并按體積比1:10，將透析液與乙酸乙酯攪拌混合，靜置6h后，過濾并收集濾餅，在65℃下干燥6h，收集得海燕皂苷；再按重量份數(shù)計，分別稱量45份去離子水、10份蘋果酸、5份綠原酸和5份檸檬酸置于燒杯中，攪拌混合并置于65℃下水浴加熱25min，收集得混合酸溶液，按質(zhì)量比1:8，將上述收集的海燕皂苷與混合酸溶液攪拌混合，在200W下超聲振蕩15min，制備得改性混酸溶液；最后將碳酸鈰置于球磨罐中，在350r/min下球磨2h，隨后過80目篩，收集得碳酸鈰粉末，按重量份數(shù)計，分別稱量45份上述改性混酸溶液、5份明膠和15份碳酸鈰粉末置于燒杯中，在55℃下攪拌混合2h，隨后過濾并收集濾餅，用去離子水洗滌3次后，再在65℃下干燥6h，即可制備得一種高純均一型納米氧化鈰。
將本發(fā)明制得的高純均一型納米氧化鈰添加至硅橡膠中，控制添加量為硅橡膠質(zhì)量的3%，添加完畢，置于開煉機中混煉，并在165℃下保溫40min，保溫后置于壓力成型機中，經(jīng)二次硫化成型即可。本發(fā)明納米氧化鈰與硅橡膠相容性好，在硅橡膠基體中分散均勻，可有效提高硅橡膠的熱空氣老化性能，經(jīng)檢測，添加本發(fā)明納米氧化鈰的硅橡膠在250℃下老化72h質(zhì)量保持率為63%，邵爾A型硬度為72H，拉伸強度為4.5MPa，拉斷伸長率為280%，值得推廣與使用。
實例2
首先收集中藥海燕，將其洗凈后并自然晾干，碾磨并過90目篩，收集得海燕粉末，按質(zhì)量比1:8，將海燕粉末與甲醇攪拌混合，在58℃下水浴加熱2min，隨后過濾并收集濾液，再按質(zhì)量比1:3，將濾液與石油醚攪拌混合，在520r/min下攪拌混合11h；然后待上述攪拌混合完成后，靜置分層，收集下層水相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.5，再用分子量14000透析袋透析處理4h，收集透析液，并按體積比1:10，將透析液與乙酸乙酯攪拌混合，靜置7h后，過濾并收集濾餅，在68℃下干燥7h，收集得海燕皂苷；再按重量份數(shù)計，分別稱量48份去離子水、13份蘋果酸、8份綠原酸和7份檸檬酸置于燒杯中，攪拌混合并置于68℃下水浴加熱27min，收集得混合酸溶液，按質(zhì)量比1:8，將上述收集的海燕皂苷與混合酸溶液攪拌混合，在250W下超聲振蕩18min，制備得改性混酸溶液；最后將碳酸鈰置于球磨罐中，在380r/min下球磨3h，隨后過85目篩，收集得碳酸鈰粉末，按重量份數(shù)計，分別稱量47份上述改性混酸溶液、8份明膠和18份碳酸鈰粉末置于燒杯中，在57℃下攪拌混合3h，隨后過濾并收集濾餅，用去離子水洗滌4次后，再在68℃下干燥7h，即可制備得一種高純均一型納米氧化鈰。
將本發(fā)明制得的高純均一型納米氧化鈰添加至硅橡膠中，控制添加量為硅橡膠質(zhì)量的4%，添加完畢，置于開煉機中混煉，并在168℃下保溫43min，保溫后置于壓力成型機中，經(jīng)二次硫化成型即可。本發(fā)明納米氧化鈰與硅橡膠相容性好，在硅橡膠基體中分散均勻，可有效提高硅橡膠的熱空氣老化性能，經(jīng)檢測，添加本發(fā)明納米氧化鈰的硅橡膠在265℃下老化77h質(zhì)量保持率為65%，邵爾A型硬度為73H，拉伸強度為5.1MPa，拉斷伸長率為285%，值得推廣與使用。
實例3
首先收集中藥海燕，將其洗凈后并自然晾干，碾磨并過100目篩，收集得海燕粉末，按質(zhì)量比1:8，將海燕粉末與甲醇攪拌混合，在60℃下水浴加熱2min，隨后過濾并收集濾液，再按質(zhì)量比1:3，將濾液與石油醚攪拌混合，在600r/min下攪拌混合12h；然后待上述攪拌混合完成后，靜置分層，收集下層水相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸調(diào)節(jié)pH至3.5，再用分子量14000透析袋透析處理5h，收集透析液，并按體積比1:10，將透析液與乙酸乙酯攪拌混合，靜置8h后，過濾并收集濾餅，在70℃下干燥8h，收集得海燕皂苷；再按重量份數(shù)計，分別稱量50份去離子水、15份蘋果酸、10份綠原酸和10份檸檬酸置于燒杯中，攪拌混合并置于70℃下水浴加熱30min，收集得混合酸溶液，按質(zhì)量比1:8，將上述收集的海燕皂苷與混合酸溶液攪拌混合，在300W下超聲振蕩20min，制備得改性混酸溶液；最后將碳酸鈰置于球磨罐中，在400r/min下球磨3h，隨后過90目篩，收集得碳酸鈰粉末，按重量份數(shù)計，分別稱量50份上述改性混酸溶液、10份明膠和20份碳酸鈰粉末置于燒杯中，在60℃下攪拌混合3h，隨后過濾并收集濾餅，用去離子水洗滌5次后，再在70℃下干燥8h，即可制備得一種高純均一型納米氧化鈰。
將本發(fā)明制得的高純均一型納米氧化鈰添加至硅橡膠中，控制添加量為硅橡膠質(zhì)量的5%，添加完畢，置于開煉機中混煉，并在170℃下保溫45min，保溫后置于壓力成型機中，經(jīng)二次硫化成型即可。本發(fā)明納米氧化鈰與硅橡膠相容性好，在硅橡膠基體中分散均勻，可有效提高硅橡膠的熱空氣老化性能，經(jīng)檢測，添加本發(fā)明納米氧化鈰的硅橡膠在280℃下老化82h質(zhì)量保持率為67%，邵爾A型硬度為73H，拉伸強度為5.6MPa，拉斷伸長率為290%，值得推廣與使用。