二氧化碳碳化沉淀制备碳酸钇的反应过程研究

来源 :中国稀土学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jieminglin
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CO2碳化沉淀制备特殊物性金属化合物粉体具有成本低、操作简单等优点,已成功应用于纳米、大比表面稀土氧化物的制备。本文以钇元素为研究对象,针对酸/碱体系下CO2碳化沉淀制备碳酸钇的反应过程进行研究。结果表明,氯化钇的引入会迅速与H2CO3-H2O体系中的HCO3-离子反应生成Y2(CO3)3·xH2O,从而促进H2CO3的电离,导致pH小于9.0的溶液中HCO3-的占比小于1%。在酸性体系下,CO2首先发生溶解吸收电离,然后Y3+与HCO3-反应进行沉淀,而氢氧化钠的加入中和了反应释放出的H+,从而控制碳化体系pH;整个碳化过程符合一级反应动力学模型,由传质扩散和化学反应混合控制。在碱性体系下,Y(OH)3的转化率随着CO2通入迅速增加,然后由于碳酸钇对Y(OH)3的包裹钝化而趋于平稳,进而Y(OH)3结构坍塌碳化转化率急剧增加至完全转化。而在酸碱不同体系中,温度越高,均更易形成均相沉淀体系,有利于碳酸钇的晶型生长,获得结晶性能良好的Y2(CO3)3·2H2O。本文的研究强化了对CO2碳化沉淀碳酸钇反应过程的认识,有利于指导特殊物性稀土氧化物的均相可控及高效制备。
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