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稀土纳米材料的制备技术
目前纳米材料不论是生产还是应用,都引起各国的重视。我国的纳米技术不断取得进步,在纳米级SiO2、TiO2、Al2O3、ZnO2、Fe2O3等粉体材料中,已经成功的进行工 业化生产或试生产,但现有的生产工艺,生产成本很高是其致命的弱点,将影响纳米材料推广应用,因此要不断改进。
由于稀土元素特殊的电子结构及较大的原子半径,其化学性质与其它元素有很大不同,因此 ,稀土纳米氧化物的制备方法和后处理技术上,与其它元素也有所不同。主要研究的方法有 :
1.沉淀法:包括草酸沉淀、碳酸沉淀,氢氧化物沉淀,均相沉淀、络合沉淀等。该方法最大的特点就是:溶液成核快,易控制,设备简单,可制得高纯度的产品。但难过滤,易团聚。
2.水热法:在高温高压的条件下,加快和强化离子的水解反应,并形成分散的纳米晶核。该方法能得到分散均匀、粒度分布狭窄的纳米粉,但要求高温高压设备,设备昂贵,操作不安全。
3.凝胶法:是制备无机材料的重要方法,在无机合成中占有相当的地位。在低温下,有机金属化合物或有机络合物,通过聚合或水解等反应,形成溶胶,一定条件下形成凝胶,进一步热处理,可得比表面较大、分散较好的超微纳米粉。该方法可在温和条件下进行,得到的 粉体比表面大、分散性好,但反应时间长,需要数日才能完成,难于达到工业化的要求。
4.固相法:通过固体化合物或中间固相反应,进行高温分解。如硝酸稀土与草酸,固相混合球磨,形成稀土草酸盐的中间体,然后高温分解,得到超细粉。该方法反应效率高,设备简单,操作容易,但所得粉体形态不规则,均匀性差。
这些方法不是唯一的,也不一定完全适用于工业化。还有许多制备方法,如有机微乳法、醇盐水解法等。
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