粒子的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種稀土復(fù)合氧化物的制備方法，特別是涉及一種水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]Gd2Hf207是一種新型的稀土復(fù)合氧化物，在電、磁、發(fā)光耐高溫和催化等方面具有獨(dú)特而優(yōu)異的性能，在各個(gè)方面的應(yīng)用領(lǐng)域擁有廣闊的前景。
[0003]近年來(lái)，隨著稀土復(fù)合氧化物的合成與應(yīng)用，已經(jīng)在工業(yè)和生活中得到了廣泛的應(yīng)該用，如Gd2Ti207、Gd2Zr207、La2Hf207等在光學(xué)、熱障涂層、催化劑等方面得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用前景。根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)分析，Gd2Hf207稀土復(fù)合氧化物擁有上述材料的各方面性質(zhì)，而且這些復(fù)合氧化物是通過(guò)水熱法、共沉淀法等制備得到，本研究通過(guò)水熱固相兩步法制備Gd2Hf207微球粒子。本研究的合成Gd 2Hf207微球粒子，工藝簡(jiǎn)單，顆粒均勻且成球形，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的合成方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，該方法制備的Gd2Hf207納米粉體具有形貌近似球形、顆粒尺寸細(xì)小、晶粒分布均勻無(wú)團(tuán)聚等優(yōu)點(diǎn)。而且工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，利于控制粒徑，適合工業(yè)化生產(chǎn)的復(fù)合新型氧化物材料。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，該方法包括如下制備過(guò)程:將Gd 203溶于ΗΝ03中得到Gd (NO 3)溶液，將HfOCl2.8H20溶于去離子水中得到溶液，將按化學(xué)計(jì)量比配置好的兩種溶液置于反應(yīng)釜中，往其中加入適量的氨水(ΝΗ3.H20)作為礦化劑，將pH值調(diào)整為10?13之間，然后將反應(yīng)釜在150~250°C加熱條件下分別保溫4h、8h、12h、16h，將反應(yīng)得到的沉淀物經(jīng)清洗、過(guò)濾之后，至于真空干燥箱80°C中干燥24h獲得前驅(qū)體，然后將獲得的前驅(qū)體在800~1100°C下煅燒2h，獲得微球Gd2Hf207粒子。
[0006]所述的水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，所述制備過(guò)程先通過(guò)水熱法制備出前驅(qū)體，然后經(jīng)過(guò)800~1100°C高溫煅燒獲得微球Gd2Hf207粒子。
[0007]所述的水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，所述制備過(guò)程還包括初始反應(yīng)溶液的配制，以氨水(ΝΗ3.Η20)為礦化劑用水熱法制備微球粒子，將礦化劑加入到配置好的溶液中調(diào)節(jié)ΡΗ值10?13，體系溫度150~250°(:，分別保溫411、811、1211、1611。
[0008]所述的水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，所述方法用水熱法制備前驅(qū)體，然后在800°C、900°C、1000°C、1100°C條件下煅燒2h獲得微球Gd2Hf207粒子。
[0009]所述的水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，所述方法水熱法對(duì)粒子合成過(guò)程中形貌的影響，反應(yīng)沉淀物的清洗、過(guò)濾；干燥溫度控制在80°C，以及煅燒溫度的設(shè)定。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是: 本發(fā)明所采用的原料價(jià)格低廉，工藝操作簡(jiǎn)便，制備周期短，原料損失少，適合工業(yè)化批量生產(chǎn)。兩步法制備微球Gd2Hf207粒子，無(wú)雜相、結(jié)晶度完整、形貌均勻。在制備過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的保溫溫度、保溫時(shí)間以及PH值，在固相煅燒過(guò)程中控制煅燒溫度及煅燒時(shí)間，以控制粉體晶型、形貌和粒徑尺寸，獲得各方面優(yōu)良的微球粒子。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為水熱法制備Gd2Hf207粒子前驅(qū)體的XRD圖譜(如圖1 (a))以及再經(jīng)過(guò)煅燒以后得到的XRD圖譜(如圖1 (b));
圖2為水熱制備Gd2Hf207粒子前驅(qū)體未經(jīng)過(guò)高溫煅燒所得到SEM圖譜；
圖3為水熱制備Gd2Hf207粒子前驅(qū)體，溫度150°C，再高溫煅燒得到的微球Gd 2Hf207粒子的SEM形貌；
圖4為水熱制備Gd2Hf207粒子前驅(qū)體，溫度200°C，再高溫煅燒得到的微球Gd 2Hf207粒子的SEM形貌；
圖5為水熱制備Gd2Hf207粒子前驅(qū)體，溫度250°C，再高溫煅燒得到的微球Gd 2Hf207粒子的SEM形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]本發(fā)明的制備過(guò)程:將Gd203、HfOCl2.8H20原料按化學(xué)配比精確稱(chēng)取后，分別溶解于圓03中配制成稀土混合溶液，其中氨水(NH 3.H20)作為礦化劑，控制反應(yīng)釜中的pH值在10?13之間，在200°C的高溫反應(yīng)釜中反應(yīng)時(shí)效為4、8、12、16h得到反應(yīng)物，待反應(yīng)完全后，經(jīng)清洗、過(guò)濾，置于真空干燥箱80°C中干燥24h，再通過(guò)800°C ~1100°C煅燒獲得微球Gd2Hf207粒子。氨水為礦化劑，采用兩步法，控制水熱反應(yīng)條件及煅燒溫度，同時(shí)控制煅燒溫度。水熱法前驅(qū)體的制備，煅燒溫度的設(shè)定。水熱法保溫溫度為100°C、150°C、200°C、250°C，保溫時(shí)間為4h、8h、12h、16h，固相煅燒溫度分別是800 V、900 V、1000 V、1100 V保溫l~4h。水熱法制備Gd2Hf207前驅(qū)體過(guò)程中，溶液的pH值控制在10?13之間；干燥溫度控制在80°C ;固相煅燒溫度和保溫時(shí)間范圍控制在800°C?1100°C和1?4h。
[0014]本發(fā)明材料的選用:
Gd203純度99.99%, HfOCl 2.8H20純度99.9%，化學(xué)試劑ΗΝ03、氨水都是分析純?cè)噭?，去離子水為二次蒸餾水。
[0015]實(shí)施例1:
將Gd203、Hf0Cl2.8H20原料按化學(xué)配比精確稱(chēng)取后，分別溶解于ΗΝ03中配制成稀土混合溶液，其中氨水(NH3.H20)作為礦化劑，將稀土混合溶液和礦化劑同時(shí)置于反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)釜中的pH值在10?13之間，在150°C的高溫反應(yīng)釜中反應(yīng)得到反應(yīng)物，待反應(yīng)完全后，經(jīng)清洗、過(guò)濾，置于真空干燥箱80°C中干燥24h，再通過(guò)高溫煅燒獲得微球Gd2Hf207粒子(如圖3所示有團(tuán)聚現(xiàn)象)。
[0016]實(shí)施例2:
將配置好的混合溶液在反應(yīng)釜中200°C反應(yīng)，其它條件如實(shí)施例1，如圖4所示形貌最好。
[0017]實(shí)施例3:
將配置好的混合溶液在反應(yīng)釜中250°C反應(yīng)，其它條件如實(shí)施例1，如圖5所示團(tuán)聚現(xiàn)象明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，該方法包括如下制備過(guò)程:將Gd203溶于HNO 3中得到Gd (NO 3)溶液，將HfOCl2.8H20溶于去離子水中得到溶液，將按化學(xué)計(jì)量比配置好的兩種溶液置于反應(yīng)釜中，往其中加入適量的氨水(NH3.H20)作為礦化劑，將pH值調(diào)整為10?13之間，然后將反應(yīng)釜在150~250°C加熱條件下分別保溫4h、8h、12h、16h，將反應(yīng)得到的沉淀物經(jīng)清洗、過(guò)濾之后，至于真空干燥箱80°C中干燥24h獲得前驅(qū)體，然后將獲得的前驅(qū)體在800~1100°C下煅燒2h，獲得微球Gd2Hf207粒子。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，所述制備過(guò)程先通過(guò)水熱法制備出前驅(qū)體，然后經(jīng)過(guò)800~1100°C高溫煅燒獲得微球Gd2Hf207粒子。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，所述制備過(guò)程還包括初始反應(yīng)溶液的配制，以氨水(NH3.H20)為礦化劑用水熱法制備微球粒子，將礦化劑加入到配置好的溶液中調(diào)節(jié)PH值10?13，體系溫度150~250°C，分別保溫4h、8h、12h、16h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，所述方法用水熱法制備前驅(qū)體，然后在800°C、900°C、1000°C、1100°C條件下煅燒2h獲得微球Gd2Hf207粒子。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf207粒子的方法，其特征在于，所述方法水熱法對(duì)粒子合成過(guò)程中形貌的影響，反應(yīng)沉淀物的清洗、過(guò)濾；干燥溫度控制在80°C，以及煅燒溫度的設(shè)定。
【專(zhuān)利摘要】水熱固相兩步法制備微球Gd2Hf2O7粒子的方法，涉及一種稀土復(fù)合氧化物的制備方法，將Gd2O3、HfOCl2.8H2O原料按化學(xué)配比精確稱(chēng)取后，分別溶解于HNO3中配制成稀土混合溶液，其中氨水（NH3·H2O）作為礦化劑，控制反應(yīng)釜中的pH值在10～13之間，在150~250℃的高溫反應(yīng)釜中反應(yīng)時(shí)效為4、8、12、16h得到反應(yīng)物，待反應(yīng)完全后，經(jīng)清洗、過(guò)濾，置于真空干燥箱80℃中干燥24h，再通過(guò)高溫煅燒2h獲得微球Gd2Hf2O7粒子。該方法制備的Gd2Hf2O7粒子具有形貌近似球形、晶粒分布均勻無(wú)團(tuán)聚等優(yōu)點(diǎn)，而且工藝簡(jiǎn)單，物相粒徑控制容易，非常適合工業(yè)化生產(chǎn)，是一種應(yīng)用前景廣泛的粉體材料。
【IPC分類(lèi)】C01G27/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105366719
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510861509
【發(fā)明人】馬偉民, 李軍, 馬瀾, 魏明煒, 葛麗芳
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)化工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年12月1日