(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 106517297 A(43)申请公布日 2017.03.22
(21)申请号 201611105226.3(22)申请日 2016.12.05
(71)申请人 广西师范大学
地址 541004 广西壮族自治区桂林市育才
路15号(72)发明人 林香凤 陈孟林 卢彦成 黄智
宿程远 (74)专利代理机构 北京轻创知识产权代理有限
公司 11212
代理人 杨立 付倩(51)Int.Cl.
C01F 17/00(2006.01)B82Y 40/00(2011.01)
权利要求书1页 说明书3页
(54)发明名称
一种纳米二氧化铈的制备方法
(57)摘要
本发明公开了一种纳米二氧化铈的制备方法，属于催化剂技术领域。其包括如下步骤：(1)将六水合硝酸铈和表面活性剂放入水中，搅拌均匀，得到混合溶液A；(2)在步骤(1)所得的混合溶液A加入氨水或者NaOH溶液，得到混合溶液B，并调节混合溶液B的pH值为碱性；(3)将步骤(2)所得混合溶液B转入辐照袋中，用电子加速器辐照，得到辐照后的产物；(4)将步骤(3)所得辐照后的产物离心分离，依次以超纯水、无水乙醇洗涤，真空干燥后，即得到所述纳米二氧化铈。本发明所制备的催化剂是在常温进行的，具有制备简单、快速的特点，工艺能耗低，生产安全性高。CN 106517297 ACN 106517297 A
权 利 要 求 书
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1.一种纳米二氧化铈的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将六水合硝酸铈和表面活性剂放入水中，搅拌均匀，得到混合溶液A；(2)在步骤(1)所得的混合溶液A加入氨水或者NaOH溶液，得到混合溶液B，并调节混合溶液B的pH值为碱性；
(3)将步骤(2)所得混合溶液B转入辐照袋中，用电子加速器辐照，得到辐照后的产物；(4)将步骤(3)所得辐照后的产物离心分离，依次以超纯水、无水乙醇洗涤，干燥后，即得到所述纳米二氧化铈。
2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化铈的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述六水合硝酸铈与表面活性剂及水的质量比为1:0.1:100～5:1.5:100。
3.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化铈的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述表面活性剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化铈的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述搅拌采用超声波超声20min。
5.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化铈的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述氨水的质量浓度为25％，或所述NaOH溶液的摩尔浓度为1mol/L，所述混合溶液A的pH值为10.3。
6.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化铈的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述辐照袋为高密度聚乙烯塑料袋。
7.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化铈的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述辐照的剂量为210-350kGy。
8.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化铈的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述真空干燥的温度为70-120℃，干燥时间为6-20h。
9.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化铈的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述纳米二氧化铈为米黄色。
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CN 106517297 A
说 明 书
一种纳米二氧化铈的制备方法
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技术领域[0001]本发明涉及无机材料合成技术领域，更具体的，涉及一种纳米二氧化铈的常温合成方法。
背景技术[0002]Ce是储量最丰富的稀土元素，二氧化铈(CeO2)是最重要的稀土氧化物之一，其无毒无臭，为白色或黄白色固体。纳米CeO2具有电化学性能和光学性能良好等优点，所以被广泛应用于催化剂、抛光剂、高能效燃料电池、紫外吸收剂、耐辐射玻璃、电子陶瓷、汽车尾气净化催化剂、防腐涂层等。CeO2因其无毒且稳定性高的特点使得其在光催化降解有机污染物方面也越来越受到重视。纳米CeO2的形貌和粒径大小与其性质有重要的相关性。近年来，对纳米CeO2的制备和应用的研究非常广泛。各种形貌的纳米CeO2如介孔、纳米管、八面体、棒状、花朵状等已被合成出来。[0003]二氧化铈的主要合成方法有：水热法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、固相法、微乳液法等，其中水热合成法的报道较多。但是，水热法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、固相法、微乳液法制备纳米二氧化铈所需时间较长(2h-4h)，水热法制备时间2h-48h，并且需要高温煅烧。[0004]目前，还未见有电子束辐射制备纳米二氧化铈的报道。发明内容[0005]本发明所要解决问题是针对现有技术的不足，提供一种纳米二氧化铈的制备方法。本发明具有制备简单、快速的特点，并且是在常温下制备纳米二氧化铈。根据辐照剂量的不同，辐照时间范围是几分钟到十几分钟，即可获得纳米二氧化铈产品。[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种纳米二氧化铈的制备方法，包括如下步骤：[0007](1)将硝酸铈和表面活性剂放入水中，搅拌均匀，得到混合溶液A；[0008](2)在步骤(1)所得的混合溶液A加入氨水或者NaOH溶液，得到混合溶液B，并调节混合溶液B的pH值为碱性；[0009](3)将步骤(2)所得混合溶液B转入辐照袋中，用电子加速器辐照，得到辐照后的产物；[0010](4)将步骤(3)所得辐照后的产物离心分离，依次以超纯水、无水乙醇洗涤，干燥后，即得到所述纳米二氧化铈。[0011]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。[0012]进一步，步骤(1)所述六水合硝酸铈与表面活性剂及水的质量比为1:0.1:100～5:1.5:100。[0013]进一步，步骤(1)所述表面活性剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵中的一种。[0014]采用上述进一步的有益效果是：产物二氧化铈的粒径可以控制在纳米级范围内。
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CN 106517297 A[0015]
说 明 书
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进一步，步骤(1)所述搅拌采用超声波超声20min。
[0016]采用上述进一步的有益效果是：可以将溶液混合得更均匀。[0017]进一步，步骤(2)所述氨水的质量浓度为25％，或所述NaOH溶液的摩尔浓度为1mol/L，所述混合溶液A的pH值为10.3。[0018]采用上述进一步的有益效果是：氨水或者NaOH溶液的作用既是沉淀剂又是pH调节剂。[0019]进一步，步骤(3)所述辐照袋为高密度聚乙烯塑料袋。[0020]进一步，步骤(3)所述辐照的剂量为210-350kGy。[0021]进一步，步骤(4)所述真空干燥的温度为70-120℃，干燥时间为6-20h。[0022]进一步，步骤(4)所述纳米二氧化铈为米黄色。[0023]采用上述进一步的有益效果是：二氧化铈因制备条件的不同，其颜色可以是浅黄色、黄色或者深黄。[0024]本发明的有益效果是：[0025](1)本发明不需加入氧化剂如过硫酸铵等，而是靠电子束辐照溶液产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)、氢过氧自由基(HO2·)等活性粒子，将三价铈氧化成四价铈。[0026](2)本发明制备纳米二氧化铈所需时间比传统的水热法及溶胶凝胶法短，只需几分钟到十几分钟即可。[0027](3)本发明是在常温下制备纳米二氧化铈。[0028](4)本发明所制备的纳米二氧化铈在催化剂、抛光材料和汽车尾气净化催化剂等方面有良好的应用前景[0029](5)本发明制备工艺简单、未引入和未产生有毒有害物质，符合绿色化学的要求。具体实施方式[0030]以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。[0031]实施例1[0032]本实施例的纳米二氧化铈的制备方法，包括如下步骤：[0033](1)将1g六水合硝酸铈、0.1g聚乙烯醇和100ml去离子水放入锥形瓶中，搅拌均匀，放入超声仪中超声20min，得到混合溶液A；[0034](2)在步骤(1)所得的混合溶液A加入质量浓度为25％的氨水，得到混合溶液B，并调节混合溶液B的pH值为10.3；[0035](3)将步骤(2)所得混合溶液B转入辐照袋中，所述辐照袋为高密度聚乙烯塑料袋，用电子加速器(Dynamitron，2MV，10mA)辐照，辐照的剂量为210kGy，得到辐照后的产物；[0036](4)将步骤(3)所得辐照后的产物离心分离，依次以超纯水、无水乙醇洗涤，在70℃真空干燥20h后，即得到米黄色的纳米二氧化铈。[0037]实施例2[0038]本实施例的纳米二氧化铈的制备方法，包括如下步骤：[0039](1)将2.5g六水合硝酸铈、0.8g聚乙二醇和100ml去离子水放入锥形瓶中，搅拌均匀，放入超声仪中超声20min，得到混合溶液A；
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CN 106517297 A[0040]
说 明 书
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(2)在步骤(1)所得的混合溶液A加入1mol/LNaOH溶液，得到混合溶液B，并调节混
合溶液B的pH值为10.3；[0041](3)将步骤(2)所得混合溶液B转入辐照袋中，所述辐照袋为高密度聚乙烯塑料袋，用电子加速器(Dynamitron，2MV，10mA)辐照，辐照的剂量为280kGy，得到辐照后的产物；[0042](4)将步骤(3)所得辐照后的产物离心分离，依次以超纯水、无水乙醇洗涤，在90℃真空干燥16h后，即得到米黄色的纳米二氧化铈。[0043]实施例3[0044]本实施例的纳米二氧化铈的制备方法，包括如下步骤：[0045](1)将4g六水合硝酸铈、1.2g十六烷基三甲基溴化铵和100ml去离子水放入锥形瓶中，搅拌均匀，放入超声仪中超声20min，得到混合溶液A；[0046](2)在步骤(1)所得的混合溶液A加入质量浓度为25％的氨水，得到混合溶液B，并调节混合溶液B的pH值为10.3；[0047](3)将步骤(2)所得混合溶液B转入辐照袋中，所述辐照袋为高密度聚乙烯塑料袋，用电子加速器(Dynamitron，2MV，10mA)辐照，辐照的剂量为350kGy，得到辐照后的产物；[0048](4)将步骤(3)所得辐照后的产物离心分离，依次以超纯水、无水乙醇洗涤，在120℃真空干燥6h后，即得到米黄色的纳米二氧化铈。[0049]实施例4[0050]本实施例的纳米二氧化铈的制备方法，包括如下步骤：[0051](1)将5g六水合硝酸铈、1.5g聚乙二醇和100ml去离子水放入锥形瓶中，搅拌均匀，放入超声仪中超声20min，得到混合溶液A；[0052](2)在步骤(1)所得的混合溶液A加入1mol/L NaOH溶液，得到混合溶液B，并调节混合溶液B的pH值为10.3；[0053](3)将步骤(2)所得混合溶液B转入辐照袋中，所述辐照袋为高密度聚乙烯塑料袋，用电子加速器(Dynamitron，2MV，10mA)辐照，辐照的剂量为280kGy，得到辐照后的产物；[0054](4)将步骤(3)所得辐照后的产物离心分离，依次以超纯水、无水乙醇洗涤，在100℃真空干燥10h后，即得到米黄色的纳米二氧化铈。[0055]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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