纳米二氧化铈的制备毕业论文

二氧化铈抛光液浓度：首先我国稀土矿储备量居世界第一，其中轻稀土铈元素的储量较高。我国生产的二氧化铈产品主要出口销往日本、欧洲等国家。我国是日本国内市场二氧化铈原料的最大供应国，日本进口的二氧化铈中约有78％是从我国进口。纳米二氧化铈可用于高端光学玻璃抛光液，但是由于国内技术还不成熟，现有技术制备的抛光液抛光性能不高，在高端铈基抛光液(粉)领域我国仍主要依赖于从日本进口纳米二氧化铈抛光液成品。其次粒径和形貌可控的纳米二氧化铈粉体的制备工艺已有较多研究。申请人之前也研发过一种粒径形貌可控大比表面积二氧化铈粉体的绿色制备方法(cn201910249277.0)，通过调配制备沉淀剂的混合溶剂的比例、稀土料液的浓度控制二氧化铈的形貌和粒径，制备过程利用温室气体二氧化碳作为原料制备沉淀剂，不使用任何酸碱，混合溶剂可循环利用，该方法节能、绿色、环保，其制备的纳米二氧化铈粉体可用于催化剂载体和抛光粉、汽车尾气净化等。但是当将纳米二氧化铈粉体制备成抛光液时，二氧化铈颗粒在溶剂中极易沉降并发生团聚，不能形成高分散性的纳米二氧化铈悬浮液，极大的影响其抛光性能，因此开发高分散性纳米二氧化铈抛光液(粉)的制备技术也非常重要。技术实现要素：针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种纳米二氧化铈抛光液(粉)的制备方法，本发明利用聚乙烯吡咯烷酮分散剂和醇类溶剂，与湿法球磨相结合的简便方法得到抛光液，进一步喷雾干燥后得到适合运输的抛光粉。本发明解决了制备纳米二氧化铈抛光液(粉)时二氧化铈颗粒在溶剂中易沉降和团聚的问题，制备出分散性好，长时间不沉降的纳米二氧化铈抛光液(粉)。本发明具有制备方法简单，成本低，稳定性高，抛光性能好等优点。本发明的技术方案：一种纳米二氧化铈抛光液的制备方法，其特征是，将纳米二氧化铈粉体与醇类溶剂混合，再加入聚乙烯吡咯烷酮分散剂，混合均匀后球磨，球磨后分离液体得到纳米二氧化铈悬浊液；再用去离子水稀释得到纳米二氧化铈抛光液。优选的，所用聚乙烯吡咯烷酮为：pvpk30、pvpk60、pvpk90中一种。优选的，所用醇类溶剂为：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇中的一种。优选的，纳米二氧化铈粉体与醇类溶剂的质量比为1：5-100，聚乙烯吡咯烷酮加入量为总物料质量的1-15％，球磨时间300-720min，球磨转速300±50r/min。优选的，用于稀释纳米二氧化铈悬浊液的去离子水加入量为：稀释后的悬浊液中二氧化铈质量百分数达到1-10％为准。此外，考虑到抛光粉相比抛光液更易于存放或运输，我们还开发了一种纳米二氧化铈抛光粉的制备方法。本发明的技术方案是：一种纳米二氧化铈抛光粉的制备方法，其特征是，取上述方法制备的抛光液，在温度为80-120℃下喷雾干燥，得到纳米二氧化铈抛光粉。本发明的有益效果是：1)抛光液分散性好、悬浮性好且抛光性能好首先，与原料纳米二氧化铈颗粒相比，本发明制备的纳米二氧化铈抛光液分散性更好，团聚粒径d50明显变小，由10μm(原料)减小到0.072μm，相应地从扫描电镜图片也可以看出团聚的纳米二氧化铈颗粒变成高分散性的纳米二氧化铈颗粒。其次，使用本发明制备的纳米二氧化铈抛光液放置120h后基本不沉降。最重要的是，使用本发明制备的纳米二氧化铈抛光液的抛光性能(ra＝25.207nm)明显好于不添加聚乙烯吡咯烷酮分散剂的对比例1(ra＝354.446nm)和采用水作为溶剂的对比例2(ra＝212.971nm)制备的纳米二氧化铈抛光液。2)使用聚乙烯吡咯烷酮分散剂明显好于其他分散剂制备的抛光液与原料纳米二氧化铈颗粒的团聚粒径d50(10μm)相比，使用聚乙烯吡咯烷酮时团聚粒径d50减小到0.072μm，分散效果显著，而使用其它分散剂时团聚粒径并没有显著的减小。将抛光液放置1h后，使用聚乙烯吡咯烷酮为分散剂制备的纳米二氧化铈抛光液悬浮性好，使用其它分散剂制备的抛光液都完全沉降。3)喷雾干燥方式提高抛光性能最后相比普通加热干燥方式，本发明采用喷雾干燥制备的抛光粉明显具有更好的分散性和悬浮性。最重要的是，喷雾干燥制备抛光粉的抛光性能(ra＝3.28nm)明显好于普通干燥方法制备的抛光粉性能(ra＝73.5nm)。