专利摘要

本发明属于粉体材料制备技术领域，公开了一种片状碳酸铈的诱导结晶方法。所述方法为：配制浓度为0.02～0.5mol/L，pH值为3.5～5.0的铈盐溶液；将针状形貌的碳酸铈晶体作为晶种，加入到铈盐溶液中，并进行超声分散；然后滴加沉淀剂溶液，过程中不断搅拌，滴加结束后继续搅拌直至碳酸铈无定形物全部转晶，将沉淀依次进行过滤、洗涤和烘干处理，得到片状碳酸铈晶体产品。本发明方法所获得的反应产物为片状形貌，具有沉降速度快，沉淀体积小，易过滤等优点。

权利要求

1.一种片状碳酸铈的诱导结晶方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)配制浓度为0.02～0 .5mol/L，pH值为3.5～5 .0的铈盐溶液；

(2)将针状形貌的碳酸铈晶体作为晶种，加入到步骤(1)的铈盐溶液中，并进行超声分散；

(3)往步骤(2)的铈盐溶液中滴加沉淀剂溶液，过程中不断搅拌，滴加结束后继续搅拌直至碳酸铈无定形物全部转晶，将沉淀依次进行过滤、洗涤和烘干处理，得到片状碳酸铈晶体产品；

步骤(2)中所述晶种的加入量为理论上最终所得片状碳酸铈晶体产品质量的3％～9％；

步骤(3)中所述沉淀剂溶液为浓度为0.02～1.2mol/L的碳酸氢钠溶液。

2.根据权利要求1所述的一种片状碳酸铈的诱导结晶方法，其特征在于：步骤(1)中所述铈盐溶液为硝酸铈或氯化铈溶液。

3.根据权利要求1所述的一种片状碳酸铈的诱导结晶方法，其特征在于：步骤(3)中所述滴加沉淀剂溶液的时间为1～4min。

说明书

技术领域

本发明属于粉体材料制备技术领域，具体涉及一种片状碳酸铈的诱导结晶方法。

背景技术

碳酸铈是制备多种铈产品如各种铈盐及二氧化铈的前驱体，是一种比较重要的轻稀土产品，其中二氧化铈广泛应用于三效催化剂、燃料电池、光催化、废水废气处理、玻璃抛光剂和电子陶瓷等领域。

碳酸铈的制备方法主要有水热法和液相沉淀法。水热法能耗较高，且水热制备法生产周期长，生产效率低。而液相沉淀法反应条件温和，成本低，更适合于工业大规模生产。液相沉淀法制备碳酸铈的结晶过程为先反应生成无定形沉淀，经过陈化获得晶状碳酸铈。无定形物转晶时间长短决定了晶状碳酸铈的制备周期，而无定形沉淀体积较大，不易与水分离，难过滤，控制转晶过程是制备碳酸铈晶体的关键步骤。CN 102060319 A通过添加3-5％的晶状碳酸铈，经过两步沉淀获得粒度分布窄的碳酸铈中间体，但是过程步骤复杂，且并未考察晶种形貌对转晶的影响。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种片状碳酸铈的诱导结晶方法。本发明方法通过加入特定形貌的碳酸铈晶种诱导无定形转晶，明显缩短了转晶时间，实现了碳酸铈晶体的快速制备。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种片状碳酸铈的诱导结晶方法，包括如下步骤：

(1)配制浓度为0.02～0.5mol/L，pH值为3.5～5.0的铈盐溶液；

(2)将针状形貌的碳酸铈晶体作为晶种，加入到步骤(1)的铈盐溶液中，并进行超声分散；

(3)往步骤(2)的铈盐溶液中滴加沉淀剂溶液，过程中不断搅拌，滴加结束后继续搅拌直至碳酸铈无定形物全部转晶，将沉淀依次进行过滤、洗涤和烘干处理，得到片状碳酸铈晶体产品。

优选的，步骤(1)中所述铈盐溶液为硝酸铈或氯化铈溶液。

优选的，步骤(2)中所述晶种的加入量为理论上最终所得片状碳酸铈晶体产品质量的3％～9％。

优选的，步骤(3)中所述沉淀剂溶液为浓度为0.02～1.2mol/L的碳酸氢钠溶液。

优选的，步骤(3)中所述滴加沉淀剂溶液的时间为1～4min。

本发明的方法具有如下优点及有益效果：

(1)本发明方法仅需在常温下，通过加入适量特定形貌的晶种，诱导碳酸铈无定形物的转晶，改变了过程结晶动力，缩短了转晶时间，实现了碳酸铈晶体的快速制备。

(2)本发明方法所获得的反应产物为片状形貌，具有沉降速度快，沉淀体积小，易过滤等优点。

附图说明

图1是对比例1中所得碳酸铈晶体产品的50倍显微镜图；

图2是对比例2中所得碳酸铈晶体产品的50倍显微镜图；

图3是对比例3中所得碳酸铈晶体产品的50倍显微镜图；

图4是实施例1～3中所使用的针状形貌晶种的50倍显微镜图；

图5～7分别是实施例1～3中所得碳酸铈晶体产品的50倍显微镜图；

图8是对比例及实施例中加入不同形貌晶种获得的晶体产品的粒度分布对比图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

对比例1

本对比例未添加晶种制备碳酸铈粒子，作为对比实验：

(1)配制硝酸铈溶液，称取5.43g六水合硝酸铈，溶于125mL去离子水中，得到浓度为0.10mol/L硝酸铈溶液，pH值控制在3.5-5.0。

(2)往步骤(1)的硝酸铈溶液中滴加浓度为1.0mol/L碳酸氢钠沉淀剂溶液，滴加过程中不断搅拌，加料时间为3min。滴加结束后继续搅拌直至碳酸铈无定形物全部转晶(利用显微镜观察无定形转晶结束时间)，将沉淀依次进行过滤，收集滤饼；将所述滤饼采用去离子水清洗3次，然后醇洗3次；将所述醇洗后的滤饼在40℃烘干4h，得到碳酸铈晶体产品，所得产品的50倍显微镜图如图1所示。

本对比例中转晶结束时间为29min，沉淀体积为115mL。

对比例2

本对比例添加块状形貌晶种制备碳酸铈粒子，作为对比实验：

(1)配制硝酸铈溶液，称取5.43g六水合硝酸铈，溶于125mL去离子水中，得到浓度为0.10mol/L硝酸铈溶液，pH值控制在3.5-5.0。

(2)将5％块状形貌的碳酸铈晶体作为晶种，加入到步骤(1)的硝酸铈溶液中，并进行超声分散。

(3)往步骤(2)的硝酸铈溶液中滴加浓度为1.0mol/L碳酸氢钠沉淀剂溶液，滴加过程中不断搅拌，加料时间为3min。滴加结束后继续搅拌直至碳酸铈无定形物全部转晶(利用显微镜观察无定形转晶结束时间)，将沉淀依次进行过滤，收集滤饼；将所述滤饼采用去离子水清洗3次，然后醇洗3次；将所述醇洗后的滤饼在40℃烘干4h，得到碳酸铈晶体产品，所得产品的50倍显微镜图如图2所示。

本对比例中转晶结束时间为31min，沉淀体积为120mL。

对比例3

本对比例添加片状形貌晶种制备碳酸铈粒子，作为对比实验：

(1)配制硝酸铈溶液，称取5.43g六水合硝酸铈，溶于125mL去离子水中，得到浓度为0.10mol/L硝酸铈溶液，pH值控制在3.5-5.0。

(2)将5％片状形貌的碳酸铈晶体作为晶种，加入到步骤(1)的硝酸铈溶液中，并进行超声分散。

(3)往步骤(2)的硝酸铈溶液中滴加浓度为1.0mol/L碳酸氢钠沉淀剂溶液，滴加过程中不断搅拌，加料时间为3min。滴加结束后继续搅拌直至碳酸铈无定形物全部转晶(利用显微镜观察无定形转晶结束时间)，将沉淀依次进行过滤，收集滤饼；将所述滤饼采用去离子水清洗3次，然后醇洗3次；将所述醇洗后的滤饼在40℃烘干4h，得到碳酸铈晶体产品，所得产品的50倍显微镜图如图3所示。

本对比例中转晶结束时间为30min，沉淀体积为120mL。

实施例1

本实施例例添加3％针状形貌晶种制备碳酸铈粒子：

(1)配制硝酸铈溶液，称取5.43g六水合硝酸铈，溶于125mL去离子水中，得到浓度为0.10mol/L硝酸铈溶液，pH值控制在3.5-5.0。

(2)将3％针状形貌的碳酸铈晶体作为晶种，加入到步骤(1)的硝酸铈溶液中，并进行超声分散。

(3)往步骤(2)的硝酸铈溶液中滴加浓度为1.0mol/L碳酸氢钠沉淀剂溶液，滴加过程中不断搅拌，加料时间为3min。滴加结束后继续搅拌直至碳酸铈无定形物全部转晶(利用显微镜观察无定形转晶结束时间)，将沉淀依次进行过滤，收集滤饼；将所述滤饼采用去离子水清洗3次，然后醇洗3次；将所述醇洗后的滤饼在40℃烘干4h，得到碳酸铈晶体产品。

本实施例中转晶结束时间为11min，沉淀体积为25mL。

实施例2

本实施例例添加5％针状形貌晶种制备碳酸铈粒子：

(1)配制硝酸铈溶液，称取5.43g六水合硝酸铈，溶于125mL去离子水中，得到浓度为0.10mol/L硝酸铈溶液，pH值控制在3.5-5.0。

(2)将5％针状形貌的碳酸铈晶体作为晶种，加入到步骤(1)的硝酸铈溶液中，并进行超声分散。

(3)往步骤(2)的硝酸铈溶液中滴加浓度为1.0mol/L碳酸氢钠沉淀剂溶液，滴加过程中不断搅拌，加料时间为3min。滴加结束后继续搅拌直至碳酸铈无定形物全部转晶(利用显微镜观察无定形转晶结束时间)，将沉淀依次进行过滤，收集滤饼；将所述滤饼采用去离子水清洗3次，然后醇洗3次；将所述醇洗后的滤饼在40℃烘干4h，得到碳酸铈晶体产品。

本实施例中转晶结束时间为7min，沉淀体积为23mL。

实施例3

本实施例例添加9％针状形貌晶种制备碳酸铈粒子：

(1)配制氯化铈溶液，称取4.66g七水合氯化铈，溶于125mL去离子水中，得到浓度为0.10mol/L氯化铈溶液，pH值控制在3.5-5.0。

(2)将9％针状形貌的碳酸铈晶体作为晶种，加入到步骤(1)的硝酸铈溶液中，并进行超声分散。

(3)往步骤(2)的硝酸铈溶液中滴加浓度为1.0mol/L碳酸氢钠沉淀剂溶液，滴加过程中不断搅拌，加料时间为1min。滴加结束后继续搅拌直至碳酸铈无定形物全部转晶(利用显微镜观察无定形转晶结束时间)，将沉淀依次进行过滤，收集滤饼；将所述滤饼采用去离子水清洗3次，然后醇洗3次；将所述醇洗后的滤饼在40℃烘干4h，得到碳酸铈晶体产品。

本实施例中转晶结束时间为9min，沉淀体积为25mL。

以上实施例1～3中所使用的针状形貌晶种的50倍显微镜图如图4所示。

以上实施例1～3中所得碳酸铈晶体产品的50倍显微镜图分别如图5～7所示。

以上对比例及实施例中加入不同形貌晶种获得的晶体产品的粒度分布对比图如图8所示。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

一种片状碳酸铈的诱导结晶方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。