纳米氧化铈制备及其粒度控制的研究

来源 :沈阳化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuezhongs
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氧化铈作为一种价格低廉且用途广泛的稀土氧化物,在紫外吸收、水污染处理、机械抛光等领域有着重要应用。本文探讨了纳米氧化铈在水中的分散稳定条件,并在W/O微乳液体系中,通过改变实验参数制备出10-100nm粒度可控的纳米氧化铈。(1)通过物理和化学两种分散方式,考察纳米氧化铈在水中的分散稳定性能。实验发现超声波分散效率远优于机械搅拌。加入分散剂可以提高纳米氧化铈粉体在水中的分散稳定性。纳米氧化铈在水介质中的分散性与分散剂种类及浓度有重要关系。分子小的无机电解质分散效果更佳;对于有机小分子分散剂,亲水基团小的离子型分散剂分散效果好,亲油基团的链长度对分散效果影响不太明显。而非离子型吐温系列分散剂中亲油基团链长较长的分散效果更好;有机高分子聚乙二醇系列分散剂空间位阻效应更大,但容易彼此缠结导致颗粒团聚,粒径增加。当分散剂浓度在0.01mol/L左右时,各类分散剂对纳米氧化铈粉体的分散效果较好。(2)在W/O微乳液体系中,以硝酸铈为原料,环己烷作为油相,正丁醇作为助表面活性剂,考察了表面活性剂种类、焙烧温度、表面活性剂用量、助表面活性剂用量、硝酸铈浓度以及油相用量对产物尺寸的影响。研究发现,表面活性剂种类影响着制备纳米氧化铈的粒径和团聚情况,阳离子表面活性剂制备氧化铈粒径小于阴离子表面活性剂且分散性良好;非离子表面活性剂制备的纳米氧化铈团聚较为严重,使测得的粒径较大,分布范围较宽。表面活性剂用量对纳米氧化铈粒径影响最为明显,可通过改变表面活性剂用量制备出粒径分布范围分别为12-21nm、21-39nm、55-82nm和61-95nm的纳米氧化铈;焙烧温度、助表面活性剂用量、硝酸铈浓度和油相用量对纳米氧化铈粒径调控幅度较表面活性剂用量小,可以制备出粒径分布在12-52nm之间的纳米氧化铈。通过调节实验参数,能够制备出10-100nm粒径可控的纳米氧化铈粒子。
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