[发明专利]一种球形纳米CeO2

说明书

本发明公开了一种球形纳米CeO2抛光粉的制备方法，属于纳米材料研究领域，其特征在于以含结晶水的铈盐和柠檬酸为原料，适量乙醇作润滑剂，利用球磨提供的机械力细化原料，提高反应效率；同时利用原料中释放出的结晶水与润滑剂乙醇共同组成液膜，从而直接制得前驱体的凝胶，实现了球磨固相化学反应法和溶胶—凝胶法的有机结合，凝胶在后续煅烧过程中有效抑制氧化铈粒子的团聚和长大，有利于制得粒径均匀、分散性较好的球形纳米CeO2抛光粉。通过本发明制备得到的CeO2抛光粉体颗粒尺寸均匀，为纳米级，分散性良好，具有良好的抛光性能；本发明方法具有工艺简便，效率高，无污染，可重复性好等优点，适合工业大规模生产。

技术领域

本发明属于纳米材料研究领域，具体涉及一种粒径均匀、分散性较好的球形纳米CeO2抛光粉的制备方法。

背景技术

自从二十世纪四十年代前后，人们就开始利用稀土抛光粉来抛光光学玻璃。相对早期使用的氧化铁抛光粉，稀土抛光粉的抛光效率提高了一倍。常见的玻璃抛光粉多为三价和四价的金属氧化物，如铁、铝、铈、钛、锆、钍和铬等。铈基稀土抛光粉被誉为最好的抛光材料，广泛应用于对材料表面进行抛光处理以提高材料的表面平整度，具有硬度适中、效率高、使用寿命长等优点。随着科学技术的不断迅速发展，一些特殊的抛光领域对抛光粉特性的要求越来越高，例如液晶显示屏的抛光、光学记入材料的抛光、高精密光学玻璃的抛光等都对光滑平面有较高的需求，对表面划伤的要求极为严格，因而对抛光粉的各种物理特性都提出了相应的更高指标要求，例如粒度、粒度分布、表面活性、密度等。

关于制备纳米CeO2粉体的报道有很多。专利CN101284952公开了一种利用均相沉淀法制备CMP抛光磨料粒子的方法，所得CeO2粉体晶粒尺寸为5~100nm，其比表面积为0~50m2/g，但是其在制备过程中需要超声震动来实现溶液的均匀混合，并需要添加有机物表面活性剂来改善产物分散性。专利CN101244837公开了一种以Ce(NO3)·6H2O和N,N二甲基乙酰胺(DMA)为原料，通过水热法与固相反应法结合制备出颗粒比较均匀、纯度高的纳米CeO2，其水热反应需在150~180℃进行24~72小时，制备周期过长，效率低，能耗较高。专利CN102557103A公开了一种用微乳液法制备了无明显颗粒团聚、粒径分布均匀的纳米CeO2粒子，但是其在制备过程中需使用大量有机溶剂与强碱溶液，对环境污染较严重。专利CN201210473426.X公开了一种形貌可控的纳米CeO2的制备方法，其采用的原料为六水硝酸铈、柠檬酸及氨水，通过控制溶胶-凝胶法实验条件及焙烧温度，制备出不同形貌的纳米CeO2粒子，该方法具有溶胶-凝胶法共有的缺点：从反应溶液制得凝胶需要过长的加热时间。此外还有很多制备纳米CeO2粉体方法，但这些方法均不同程度的存在以下问题：制备工艺复杂、操作要求高、反应条件严苛等缺点，不适合工业生产与推广。