李 亮 李 甘

湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院，湖北 孝感 432000

納米二氧化鈰的化學(xué)制備方法及應(yīng)用分析

李 亮 李 甘

湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院，湖北 孝感 432000

納米二氧化鈰是一種用途比較廣泛的化學(xué)藥品，主要運用于玻璃、電子管、原子能等工業(yè)之中。進行化學(xué)二氧化鈰的制備，將廢玻璃粉末使用NAOH溶液進行溶解反應(yīng)，最后過濾之后得到較為純凈的納米二氧化鈰，可以作為工業(yè)生產(chǎn)上的優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)原材料。本文從納米二氧化鈰的制備方法進行討論，提出幾點有利于提高納米二氧化鈰材料生產(chǎn)效果的可行性建議。

二氧化鈰；納米材料；制備方法；應(yīng)用分析

一、納米二氧化鈰的性能介紹和濾渣沉淀處理方法

納米二氧化鈰是一種優(yōu)良的化學(xué)生產(chǎn)原料，它的性能卓越，能夠滿足高精尖產(chǎn)品生產(chǎn)的需要。它主要應(yīng)用于特種玻璃制造、原子能反應(yīng)器生產(chǎn)和電子管制造等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。納米二氧化鈰在制備的過程中需要使用各種溶液進行反應(yīng)。

以使用原材料廢玻璃制備納米二氧化鈰為例，技術(shù)人員應(yīng)該先使用NAOH溶液對玻璃沫進行反應(yīng)，并且將溶液反應(yīng)之后的化學(xué)材料之后進行過濾處理。得到了濾渣之后，加入一定比例的稀硫酸，得到的化學(xué)反應(yīng)物需要進行過濾和沉淀。此時的濾渣之中含有一定質(zhì)量的二氧化鈰，利用稀硫酸和H2O2的腐蝕和提純作用進行濾渣的處理。最后得到了含有鈰原料的混合溶液，加入堿之后，我們能夠得到Ce(OH)3的懸濁溶液。最后，技術(shù)人員需要對懸濁液進行通入O2的處理，最終能夠得到純度較高的二氧化鈰產(chǎn)品。

二、納米二氧化鈰的化學(xué)制備方法及應(yīng)用分析

(一)溶膠-凝膠法提純后特種材料運用

為了得到純度更加高的二氧化鈰原料，使用溶膠-凝膠法對二氧化鈰進行提純，可以得到納米顆粒、纖維與薄膜等不同的形貌狀態(tài)產(chǎn)物。

顆粒狀的二氧化鈰原料主要應(yīng)用于特種玻璃的制造之中，纖維狀的納米二氧化鈰主要在原子能產(chǎn)品的生產(chǎn)中進行添加，其他的薄膜狀的納米二氧化鈰可以應(yīng)用到電子產(chǎn)品晶體管的制造中，能夠確保電子管的性能得到顯著提高。使用前體溶液對二氧化鈰原材料進行冷卻，等到混合溶液凝固之后，對其進行膠凝化處理，我們可以得到膠體懸浮狀的液體。使用凝膠添加的方法，丟懸浮狀的混合物進行加工，但是在加工過程中應(yīng)該保證提純環(huán)境達到二氧化鈰提取標(biāo)準(zhǔn)的需要。在超臨界干燥環(huán)境下對二氧化鈰進行干燥處理，或者對二氧化鈰進行燒結(jié)處理。在對納米二氧化鈰材料進行處理的過程中，應(yīng)該認真把握常見原料處理的反應(yīng)時間，確保碳酸鈰和氧化鈰的制備符合熱穩(wěn)定時間的條件需要。技術(shù)人員在對其進行后期處理的時候，需要將處理程度推進到無害的標(biāo)準(zhǔn)。納米二氧化鈰制備活動廢水中的化學(xué)有機物質(zhì)不僅很難被分解，而且此類廢水往往具有比較低的水溶性和較高的脂溶性的特征，大自然難以降解。

(二)二氧化鈰檢測與工業(yè)生產(chǎn)制造運用

二氧化鈰廢水化學(xué)成分比較復(fù)雜，具有較高的毒性，技術(shù)人員可以使用專用的檢測儀器，對廢水處理后的指標(biāo)進行對比分析，在進行廢水減害處理過程時要嚴格控制COD含量、氧化劑、藥量、氧化時間、催化劑和溫度，確保二氧化鈰制備過程中產(chǎn)生的廢水得到妥善處理。

其中，碳酸鈰的質(zhì)量為2.0g，長條狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為22.3分鐘，碎片狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為24.7分鐘，粉末狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為27.0分鐘。碳酸鈰的質(zhì)量為1.5g，長條狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為26.0分鐘，碎片狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為29.7分鐘，粉末狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為32.7分鐘。二氧化鈰的質(zhì)量為2.0g，長條狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為15.7分鐘，碎片狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為17.3分鐘，粉末狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為27.7分鐘。氧化鈰的質(zhì)量為1.5g，長條狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為14.0分鐘，碎片狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為17.7分鐘，粉末狀態(tài)下的熱穩(wěn)定時間為21.3分鐘。干燥處理過的凝膠處于顆粒細密的干凝膠狀態(tài)，對干凝膠二氧化鈰進行研磨處理，能夠得到顆粒細密的二氧化鈰粉狀體材料。對二氧化鈰氣凝膠進行燒結(jié)處理，可以用來生產(chǎn)制造品質(zhì)較高、質(zhì)地較為細密的陶瓷材料，主要用來進行房屋裝修，它的主要成分為納米碳酸鈰。

(三)不同狀態(tài)下的二氧化鈰提純與應(yīng)用

對含有二氧化鈰的膠體懸浮液進行拉伸處理，對膠體包裹之中的懸浮物進行噴霧加工，浸涂或者旋涂之后，包裹物變成致密的二氧化鈰薄膜，利于切割和其他工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計與制造。

采用水熱法對二氧化鈰進行制備，需要使用專業(yè)的水熱反應(yīng)釜工具，并且要對反應(yīng)釜內(nèi)部的壓力進行實時測量，防止由于反應(yīng)器皿內(nèi)部的溫度過高，出現(xiàn)器皿爆炸的現(xiàn)象。也要防止由于溫度過低，二氧化鈰制備反應(yīng)不夠徹底的問題產(chǎn)生。在水熱反應(yīng)釜器皿內(nèi)部，進行二氧化鈰的制備，可以采用底層加熱爐加熱的方式，提升反應(yīng)釜內(nèi)部懸浮混合液體的整體溫度。并且在反應(yīng)釜內(nèi)插入熱電偶作為輔助加熱的工具，熱電偶與基片連接，為整個懸浮液環(huán)境加熱，能顧有效地控制溫度升高的變化情況。反應(yīng)室內(nèi)使用內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，進行反應(yīng)釜密封保溫的支持，反應(yīng)釜與壓力表連接在一起，能夠?qū)Ψ磻?yīng)釜內(nèi)部的溫度變化情況進行精準(zhǔn)監(jiān)控，從而顯著提升納米二氧化鈰的反應(yīng)速率。

三、結(jié)束語

二氧化鈰包裹物在拉伸的狀態(tài)下既能夠形成纖維狀材料，也能夠形成粉狀體結(jié)構(gòu)。納米結(jié)構(gòu)的二氧化鈰材料結(jié)構(gòu)比較小，用于加強玻璃結(jié)構(gòu)材料的硬度，顯著提升玻璃制品的抗摔能力。采用水熱法制成各種類型的納米二氧化鈰材料，能夠顯著提升制備的效率，同時在高溫狀態(tài)下，加速二氧化鈰的反應(yīng)與生成的效率，減少二氧化鈰的流失。

[1]王業(yè)紅，王峰，宋奇等.納米二氧化鈰作為耐水Lewis酸高效催化水解4-甲基-1，3-二氧六環(huán)制備1，3-丁二醇[C].第十三屆全國均相催化學(xué)術(shù)討論會論文集，2013:1-5.

[2]薛守慶.納米二氧化鈰的化學(xué)制備方法及應(yīng)用研究[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2014(8):38-40.DOI:10.3969.

[3]韋薇，楊冬霞，楊申明等.化學(xué)共沉淀法制備納米二氧化鈰的研究[J].稀土，2011，30(5):19-21.DOI:10.3969.

[4]潘湛昌，楊文霞，張環(huán)華等.納米二氧化鈰的電化學(xué)制備與表征[J].化工新型材料，2014，32(10):31-33，50.DOI:10.3969.

[5]李小忠，王連軍，趙銘等.離子交換-雙氧水氧化法制備納米CeO2晶體[J].無機化學(xué)學(xué)報，2011.

TB

A