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[摘 要]制备纳米稀土氧化铕的方法中沉淀法是最普遍采用的研究和生产方法，该方法具有原料成本低、对设备要求低、工艺简单、操作简便，可以精确控制化学组成，容易制成多种成分的超微粉末，容易控制颗粒的形状及粒度等优点，作者对采用沉淀法制备纳米稀土氧化铕以及制备过程中产生团聚的原因与消除两方面进行综述。
[关键词]纳米稀土氧化铕 沉淀法 研究
中图分类号：TQ42.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0004-01
稀土氧化物被广泛应用于传統工业和高新科技领域中，在光学玻璃、抛光材料、荧光与激光材料、半导体、光导纤维、功能陶瓷制备中的掺杂剂和烧结助剂、石油裂化催化及汽车尾氖净化催化、永磁材料磁光存储及磁致冷材料，以及原子反应堆控制材料等领域都大量使用到稀土氧化物。
1.制备纳米稀土氧化铕的沉淀方法
纳米稀土氧化铕沉淀法制备是在稀土盐溶液中加入沉淀剂后，或在一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化铕、水合氧化铕或盐类而从溶液中析出，并将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去，经热分解或脱水即得到所需的氧化铕粉料，常用的沉淀制备方法有直接沉淀法、均匀沉淀法、醇盐水解法和络合沉淀法。
1.1 直接沉淀法
直接沉淀法是在含有稀土金属离子的溶液中加入沉淀剂，沉淀剂与稀土金属离子直接发生反应产生沉淀，经过滤、洗涤等处理，然后焙烧得到稀土氧化铕超微粉末，按沉淀剂的不同，可分为氢氧化铕沉淀法、草酸盐沉淀法、碳酸氢铵沉淀法。
1.2 均匀沉淀法
均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来，所加入的沉淀剂并不是直接与被沉淀组分发生反应，而是通过化学反应让沉淀剂在整个溶液中均匀地、缓慢地析出，让沉淀物均匀生成，最常用的沉淀剂有尿素（00 （NH2）2）和六次甲基四胺（（CH2）6N4）。该法优点是可一次性加入沉淀剂，较直接沉淀法通常需要控制沉淀剂加入速率的工艺要简单，更有利于工业化生产，此外，此法还可以控制饱和度在适当的范围内，达到控制粒子生长速度的目的，获得粒度均匀、致密、纯度高的纳米粒子，缺点是反应物浓度较低，产率也较低。
1.3 醇盐水解法
醇盐水解法是利用稀土金属能溶于有机溶剂并发生水解生成氢氧化铕的特性，制备纳米稀土氧化铕粉体的一种方法，该方法优点是条件温和，可以获得高纯度、组成精确、均匀、粒度细而分布范围窄的超微粉，缺点是原料费用高，制备醇盐需在无水气氛下反应，操作困难。
1.4 络合沉淀法
该法原理是稀土金属离子与柠檬酸、EDTA等络合剂形成常温稳定的络合物，在适当温度和pH值下，络合物被破坏，稀土金属离子重新释放出来，与溶液中的OH一及外加沉淀剂作用生成沉淀物，进一步处理后得到纳米稀土氧化铕粒子。该法优点是产率高，处理量大，缺点是工艺较繁复，不利于大规模生产，同时所需络合反应剂会使成本提高。
2 沉淀法制备纳米稀土氧化铕的团聚与消除
沉淀法制备稀土氧化铕超微粉有着许多的优点，但在沉淀反应、干燥、焙烧3个阶段均会导致不同程度的团聚，进而影响产物粒径的均匀性，如何抑制颗粒团聚是个关键问题。
2.1 纳米粉体产生团聚的原因
引起纳米颗粒团聚的原困很多，有关机理尚需进一步研究，但归纳起来主要是以下几个方面：
（1）分子间力、静电作用、活性高的化学键（氢键）等通常是引起纳米颗粒团聚的因素，在纳米粒子中小尺寸效应和表面效应表现得较为强烈。
（2）由于纳米颗粒的量子隧道相应、电荷转移和界面原子的相互耦合，使纳米颗粒及易通过界面发生相互作用和固相发生反应而团聚。
（3）由于纳米粒子的比表面积大，使之与空气或各种介质接触后，极易吸附气体、介质或与其作用，从而失去原来的表面性质，导致粘连与团聚。
（4）因其极高的表面能和较大的接触界面，使晶粒生长的速度加快，因而颗粒尺寸很难保持不变。
（5）有些纳米粒子由于水解作用，表面呈较强的碱性、羟基性或配位水分子，它们可通过羟基和配位水分子缩合，生成硬团聚。
2.2 沉淀法制备纳米稀土氧化铕消除团聚的措施
为了消除粉体的团聚，人们作了大量工作，用沉淀法制备纳米稀土氧化铕粉体时，在溶液反应、洗涤、干燥、焙烧等方面可通过以下几种方法抑制团聚。
2.2.1加入分散剂
大量研究结果表明，加入分散剂是抑制品粒增长，改善团聚状态的简单而有效的方法，常用于沉淀法制备纳米稀土氧化铕的分散主要有：
（1）有机高聚物常用的有聚丙烯酸泵列、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等，在沉淀过程中适量加入有机高聚物分散剂可以吸附在沉淀粒子表面产生位阻作用，同时将粒子间的非架桥羟基和吸附水“遮蔽”，降低了粒子界面的表面张力，具有一定刚度的碳链还可以阻止纳米粒子相互接近，而且在干燥和焙烧阶段，高聚物分散剂仍能保持阻隔作用，从而达到了抑制团聚的目的。
（2）表面活性剂常用的有油酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵等，加入表面活性剂作为分散剂是利用表面活性剂在界面上的吸附作用，形成一层分子膜阻碍颗粒之间相互接触，同时表面活性剂还可以降低表面张力，从而减少毛细管的吸附力；加入高分子表面活性剂还可起到一定的空间位阻作用。
（3）无机电解质例如六偏磷酸钠、硝酸铵等，此类分散剂的作用是提高粒子表面电位的绝对值，从而产生强的双电层静电斥力作用，同时吸附层还可以产生很强的空间排斥作用，有效防止粒子的团聚，但是无机电解质的加入会影响产物的质量。
2.2.2有机物洗涤
有机物洗涤是降低纳米粉体特别是氧化铕粉体硬团聚非常有效的方法，在沉淀法制备纳米稀土氧化铕研究上已得到广泛使用，一般用无水乙醇、丙酮等有机试剂多次洗涤湿凝胶，然后烘干、焙烧得到分散的纳米粝末，普遍认为其作用机理是：有机试剂官能团取代胶粒表面非架桥羟基，起到一定空间位阻作用，并降低了相邻颗粒表面金属离子间通过非架桥羟基脱水结合形成化学键的可能性，从而消除硬团聚。
2.2.3超声分散
超声技术在纳米材料制备中的应用主要是基于超声波的特殊分散性能，即利用超声空化作用所产生的冲击波和微射流所具有的粉碎作用，破坏了团聚体中小颗粒之间的库仑力或范德华力，从而使小颗粒分散。
2.2.4共沸蒸馏
采用沸点比水高的醇与湿凝胶混合，进行共沸蒸馏，使胶体中包裹的水分以共沸物的形式最大限度地被脱除，从而防止在随后的干燥和煅烧中形成硬团聚，有研究认为胶体表面的一OH基团被醇的基团所代替，在共沸蒸馏后起到一定空间位阻作用，采取一些特别措施虽然能从某一程度上抑制了团聚体的生长，但是要完全弄清纳米粉体团聚的机理，并从根本上消除团聚问题仍是目前亟待解决的问题，同时也是今后纳米稀土氧化铕粉体制备研究的重点。
3.结论与认识
稀土是我国的资源优势，全世界稀土矿物储量的一半以上分布于我国，而且矿物品种齐全、品位优良，稀土新材料的应用广泛地深入到国民经济、国防建设和现代化科学技术的各个领域，纳米稀土氧化铕是其中一个重要的组成部分，目前来说，沉淀法制备纳米稀土氧化铕是最有希望发展成工业化生产的方法，因此，如何完善沉淀法制备纳米稀土氧化铕的理论和工芝，使我国的稀土资源优势更快地转化为技术优势具有格外重要的意义，
参考文献
[1] 唐志阳；稀土氧化物在陶瓷中的应用[J]；山东陶瓷；2005年02期
[2] 黄春辉；稀土配合物的配位数和配位原子[J]；大学化学；1990年06期
[3] 林河成；我国稀土抛光粉材料的生产及应用[J]；世界有色金属；2002年07期
[关键词]纳米稀土氧化铕 沉淀法 研究
中图分类号：TQ42.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0004-01
稀土氧化物被广泛应用于传統工业和高新科技领域中，在光学玻璃、抛光材料、荧光与激光材料、半导体、光导纤维、功能陶瓷制备中的掺杂剂和烧结助剂、石油裂化催化及汽车尾氖净化催化、永磁材料磁光存储及磁致冷材料，以及原子反应堆控制材料等领域都大量使用到稀土氧化物。
1.制备纳米稀土氧化铕的沉淀方法
纳米稀土氧化铕沉淀法制备是在稀土盐溶液中加入沉淀剂后，或在一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化铕、水合氧化铕或盐类而从溶液中析出，并将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去，经热分解或脱水即得到所需的氧化铕粉料，常用的沉淀制备方法有直接沉淀法、均匀沉淀法、醇盐水解法和络合沉淀法。
1.1 直接沉淀法
直接沉淀法是在含有稀土金属离子的溶液中加入沉淀剂，沉淀剂与稀土金属离子直接发生反应产生沉淀，经过滤、洗涤等处理，然后焙烧得到稀土氧化铕超微粉末，按沉淀剂的不同，可分为氢氧化铕沉淀法、草酸盐沉淀法、碳酸氢铵沉淀法。
1.2 均匀沉淀法
均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来，所加入的沉淀剂并不是直接与被沉淀组分发生反应，而是通过化学反应让沉淀剂在整个溶液中均匀地、缓慢地析出，让沉淀物均匀生成，最常用的沉淀剂有尿素（00 （NH2）2）和六次甲基四胺（（CH2）6N4）。该法优点是可一次性加入沉淀剂，较直接沉淀法通常需要控制沉淀剂加入速率的工艺要简单，更有利于工业化生产，此外，此法还可以控制饱和度在适当的范围内，达到控制粒子生长速度的目的，获得粒度均匀、致密、纯度高的纳米粒子，缺点是反应物浓度较低，产率也较低。
1.3 醇盐水解法
醇盐水解法是利用稀土金属能溶于有机溶剂并发生水解生成氢氧化铕的特性，制备纳米稀土氧化铕粉体的一种方法，该方法优点是条件温和，可以获得高纯度、组成精确、均匀、粒度细而分布范围窄的超微粉，缺点是原料费用高，制备醇盐需在无水气氛下反应，操作困难。
1.4 络合沉淀法
该法原理是稀土金属离子与柠檬酸、EDTA等络合剂形成常温稳定的络合物，在适当温度和pH值下，络合物被破坏，稀土金属离子重新释放出来，与溶液中的OH一及外加沉淀剂作用生成沉淀物，进一步处理后得到纳米稀土氧化铕粒子。该法优点是产率高，处理量大，缺点是工艺较繁复，不利于大规模生产，同时所需络合反应剂会使成本提高。
2 沉淀法制备纳米稀土氧化铕的团聚与消除
沉淀法制备稀土氧化铕超微粉有着许多的优点，但在沉淀反应、干燥、焙烧3个阶段均会导致不同程度的团聚，进而影响产物粒径的均匀性，如何抑制颗粒团聚是个关键问题。
2.1 纳米粉体产生团聚的原因
引起纳米颗粒团聚的原困很多，有关机理尚需进一步研究，但归纳起来主要是以下几个方面：
（1）分子间力、静电作用、活性高的化学键（氢键）等通常是引起纳米颗粒团聚的因素，在纳米粒子中小尺寸效应和表面效应表现得较为强烈。
（2）由于纳米颗粒的量子隧道相应、电荷转移和界面原子的相互耦合，使纳米颗粒及易通过界面发生相互作用和固相发生反应而团聚。
（3）由于纳米粒子的比表面积大，使之与空气或各种介质接触后，极易吸附气体、介质或与其作用，从而失去原来的表面性质，导致粘连与团聚。
（4）因其极高的表面能和较大的接触界面，使晶粒生长的速度加快，因而颗粒尺寸很难保持不变。
（5）有些纳米粒子由于水解作用，表面呈较强的碱性、羟基性或配位水分子，它们可通过羟基和配位水分子缩合，生成硬团聚。
2.2 沉淀法制备纳米稀土氧化铕消除团聚的措施
为了消除粉体的团聚，人们作了大量工作，用沉淀法制备纳米稀土氧化铕粉体时，在溶液反应、洗涤、干燥、焙烧等方面可通过以下几种方法抑制团聚。
2.2.1加入分散剂
大量研究结果表明，加入分散剂是抑制品粒增长，改善团聚状态的简单而有效的方法，常用于沉淀法制备纳米稀土氧化铕的分散主要有：
（1）有机高聚物常用的有聚丙烯酸泵列、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等，在沉淀过程中适量加入有机高聚物分散剂可以吸附在沉淀粒子表面产生位阻作用，同时将粒子间的非架桥羟基和吸附水“遮蔽”，降低了粒子界面的表面张力，具有一定刚度的碳链还可以阻止纳米粒子相互接近，而且在干燥和焙烧阶段，高聚物分散剂仍能保持阻隔作用，从而达到了抑制团聚的目的。
（2）表面活性剂常用的有油酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵等，加入表面活性剂作为分散剂是利用表面活性剂在界面上的吸附作用，形成一层分子膜阻碍颗粒之间相互接触，同时表面活性剂还可以降低表面张力，从而减少毛细管的吸附力；加入高分子表面活性剂还可起到一定的空间位阻作用。
（3）无机电解质例如六偏磷酸钠、硝酸铵等，此类分散剂的作用是提高粒子表面电位的绝对值，从而产生强的双电层静电斥力作用，同时吸附层还可以产生很强的空间排斥作用，有效防止粒子的团聚，但是无机电解质的加入会影响产物的质量。
2.2.2有机物洗涤
有机物洗涤是降低纳米粉体特别是氧化铕粉体硬团聚非常有效的方法，在沉淀法制备纳米稀土氧化铕研究上已得到广泛使用，一般用无水乙醇、丙酮等有机试剂多次洗涤湿凝胶，然后烘干、焙烧得到分散的纳米粝末，普遍认为其作用机理是：有机试剂官能团取代胶粒表面非架桥羟基，起到一定空间位阻作用，并降低了相邻颗粒表面金属离子间通过非架桥羟基脱水结合形成化学键的可能性，从而消除硬团聚。
2.2.3超声分散
超声技术在纳米材料制备中的应用主要是基于超声波的特殊分散性能，即利用超声空化作用所产生的冲击波和微射流所具有的粉碎作用，破坏了团聚体中小颗粒之间的库仑力或范德华力，从而使小颗粒分散。
2.2.4共沸蒸馏
采用沸点比水高的醇与湿凝胶混合，进行共沸蒸馏，使胶体中包裹的水分以共沸物的形式最大限度地被脱除，从而防止在随后的干燥和煅烧中形成硬团聚，有研究认为胶体表面的一OH基团被醇的基团所代替，在共沸蒸馏后起到一定空间位阻作用，采取一些特别措施虽然能从某一程度上抑制了团聚体的生长，但是要完全弄清纳米粉体团聚的机理，并从根本上消除团聚问题仍是目前亟待解决的问题，同时也是今后纳米稀土氧化铕粉体制备研究的重点。
3.结论与认识
稀土是我国的资源优势，全世界稀土矿物储量的一半以上分布于我国，而且矿物品种齐全、品位优良，稀土新材料的应用广泛地深入到国民经济、国防建设和现代化科学技术的各个领域，纳米稀土氧化铕是其中一个重要的组成部分，目前来说，沉淀法制备纳米稀土氧化铕是最有希望发展成工业化生产的方法，因此，如何完善沉淀法制备纳米稀土氧化铕的理论和工芝，使我国的稀土资源优势更快地转化为技术优势具有格外重要的意义，
参考文献
[1] 唐志阳；稀土氧化物在陶瓷中的应用[J]；山东陶瓷；2005年02期
[2] 黄春辉；稀土配合物的配位数和配位原子[J]；大学化学；1990年06期
[3] 林河成；我国稀土抛光粉材料的生产及应用[J]；世界有色金属；2002年07期