浸没循环撞击流反应器制备二氧化铈超细粉体

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1、摘要摘要我国稀土资源丰富，占全世界稀土资源总量的67％。稀土元素有新材料宝库之称，广泛应用于各个工业领域。但稀土资源开发中面临着不同稀土元素应用严重不平衡的问题。为使我国稀土资源优势转化为经济优势，迫切需要加强研究如何解决高丰度铈元素的应用性开发的难题，这对于稀土资源的综合利用具有重大的现实意义。Ce02是一种廉价但用途极广的材料，超微化后将呈现出一些新的功能，可用于抛光材料、催化材料、燃料电池电极材料、紫外吸收等方面。所以开展对超细Ce02粉体制备的研究是十分必要的。本文主要研究了以Ce(N03)3"6H20为原料，碳酸氢铵为沉淀剂

2、，少量PEG4000表面活性剂作分散剂，在浸没循环撞击流反应器中采用撞击流反应器．化学沉淀法制备的碳酸铈，再经焙烧得到超细二氧化铈粉体。结合正交试验和单因素试验考察了加料方式、硝酸铈浓度、碳酸氢铵浓度、表面活性剂用量、搅拌速率、反应温度、加料时间、反应时间、陈化时间及碳酸铈的焙烧温度和焙烧时问等因素对Ce02颗粒粒径的影响。采用wJL激光粒度仪检测二氧化铈的粒径，并且通过TG、XRD和SEM等方法对合成产品进行表征。结果表明：将浓度为O．25mol／L的Ce(N03)3"6H20缓慢加入0．3mol／L的碳酸氢铵溶液中按化学计量比进行

3、反应，同时每升溶液中加入49PEG4000表面活性剂，控制搅拌速率为1200r／min，反应温度为80℃，加料时间为20min、加料后反应5min、陈化1h，经过滤、水洗、乙醇洗和真空干燥后于空气中500℃焙烧3h，合成立方晶系的球形二氧化铈超细粉体，其粒径在O．8～2．59m左右。在此优化工艺条件下，进行了浸没循环撞击流反应器和搅拌槽反应器对比试验，前者制得的产品粒径更小，分布更窄，产品质量更高。关键词：撞击流；沉淀；二氧化铈：超细粉体Abs仃actAbstractChinesernl-eearthresotffce，occupyi

4、ng67％inindustrialreserve，isatthetopoftheworld．Rareearthelements，appliedinmanypartsofmodemindustry,enjoythehonorofpreciousresourceofnewmaterial．NowtheseriousproblemisthatallkindsofrareearthelementsarettsedunequallyInordertotransfertherichinresourcetodominanceineconomics，

5、itisakeyprojecttoexploreandmakebestuseoftherareearthofhighcontainment．especiallytheresearchofceriumforitshighcontainmentamongtherarecarth．Ceriumdioxide，akindofcheaprareearth，isusedextensivelyintheworldAndSolnenewproperliesappearafterbeingultra·fineprocessed，resultingint

6、henovelapplicationinrespectssuchasthepolishing，catalyzing，fuelcellelectrode，ultravioletadsorptionandSOon．Soitisveryessentialto咖dythepreparationofultra-fineCe02powder．CeriumcarbonatewasfirstlypreparedbyimpingingsteamprecipitationinaSubmergedCirculationImpingingSteamReacf

7、o“SCISR)withCe(N03)3。6H20asrawmaterials，ammoniumbicarbonateasprecipitatingagentandsmallamountofsurfactant，whichisPEG4000，asdispersantagentThenCeO：ultra—finepowderwasobtainedbyroastingceriumcarbonateprepared．Basedonorthogonalandsingle—factortests，effectsoffactorssuchasch

8、argingway,concentrationofceriumnitrateandammoniumacidcarbonate，dosageofsurfactant，stirringspeed，reactiontemper