机械力室温固相化学反应法制备纳米稀土氧化物的研究

摘要

通过大量查阅文献，对机械合金化、固相反应、纳米材料及技术、稀土氧化物的制备及性质方面的研究作了较详尽的概述。针对制备稀土氧化物中存在的问题，以及目前制备方法的局限性和难操作性，将机械合金化与固相反应方法结合起来，首次运用机械力固相化学反应法制备了纳米稀土氧化物。对制备的产物采用TG-DTA、XRD、SEM、TEM和激光粒度分析等手段进行了表征，通过综合分析所制备产物的粒度、形貌、物相等性质，证实获得了一批高质量的纳米稀土氧化物。　　本文探讨了两个具有代表性体系的反应机理，这对证实“机械力室温固相化学反应法”的可行性提出了理论依据。本研究达到了预期的研究目标，取得了具有理论意义和工业价值的研究成果和新的研究进展：　　1.首次采用机械力固相化学反应，为制备纳米稀土氧化物找到了一种更为简捷、易行、效果更优的方法。先后利用H2C2O4和NH4HCO3为配体制备了Ce、La、Pr和Nd等元素的前驱物。　　2.利用热分析(TG-DTA)数据，控制适当的温度参数，先后热分解制备了CeO2、La2O3、Pr6O11和Nd2O3。制备产物的粒度基本在100nm以内，粒子形状有球形、网状、片状等。　　3.前驱体具有较低的分解温度，一般在中温甚至低温均可发生分解，生成需要的目标氧化物，降低了工业生产成本。　　4.机械力固相化学反应的过程加大了剪切力的作用，增加了粒子的扩散速度，有利于反应物和产物的细化，提高了反应速率，缩短了反应时间。　　5.实现了反应物的量化，避免了溶剂的引入，可以最大限度的降低附产物的排出量，节省了工业原料，减少或避免了环境污染。　　6.对CeO2的抛光特性进行了研究。发现在纳米级范围内的CeO2粒子，其灼烧温度对其抛蚀量有一定的影响。　　7.研究了研磨时间和抛蚀量的关系。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1纳米稀土材料的特性

1.2纳米稀土材料的应用及发展趋势

1.3纳米稀土氧化物的制备及局限

1.4本课题的选题意义及创新性

1.5基本原理及技术路线

1.5.1固相反应的机理

1.5.2机械合金化反应的过程和原理

1.5.3技术路线

1.6主要研究内容

1.6.1制备前驱体的配体选择

1.6.2反应物配比的确定

1.6.3前驱物热分解温度的确定

第二章试验的原料、设备及方法

2.1纳米稀土氧化物的制备

2.1.1实验原料

2.1.2实验设备

2.1.3实验方法

2.2纳米CeO2的抛光粉应用研究

2.2.1实验原料

2.2.2实验设备

2.2.3实验步骤

第三章机械力固相化学反应法制备纳米稀土氧化物

3.1纳米氧化铈的制备

3.1.1以草酸为配体的实验结果

3.1.2以碳酸氢氨为配体的实验结果

3.2纳米氧化镧的制备

3.2.1以草酸为配体的实验结果

3.2.2以碳酸氢氨为配体的实验结果

3.3纳米氧化镨的制备

3.3.1以草酸为配体的实验结果

3.3.2以碳酸氢氨为配体的实验结果

3.4纳米氧化钕的制备

3.4.1以草酸为配体的实验结果

3.4.2以碳酸氢氨为配体的实验结果

3.5本章小结

第四章纳米氧化铈的抛光粉应用实验

4.1稀土抛光粉的抛光机理及应用方向

4.2我国稀土抛光粉工业的现状及存在问题

4.3本实验的研究意义

4.4研究内容

4.5实验结果

4.5.1抛蚀量

4.5.2研磨时间对抛蚀量的影响

4.5本章小结

第五章结论

5.1纳米稀土氧化物的制备

5.2纳米CeO2的抛光粉应用

参考文献

附录

致谢

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