Page 53 - 《橡塑技术与装备》2021年18期(下半月塑料)
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材料与应用                                                      汪多仁·纳米稀土二氧化铈的开发与应用进展


                监测储存的 NOx 量随时间的变化。                                    中和反应完成后,将溶液保持在 35~60 ℃、 1~3 h,
                    结界表明 :实验例 1 和比较实施例 1 的氧化铈在                    以使产生的沉淀物老化,过滤更容易。
                90  min 时的 NOx 具有比传统氧化铈更高的 NOx 捕获                     此后,通过固液分离收集所得沉淀物,以去除黏
                性 能。NOx 储存 容量(NSC)是 评价 NOx 排放 性能                  附的杂质。如有必要,可以空气干燥或通过加热进行
                的一个指标。                                            干燥后进行研磨处理、分级处理等。
                2.2 生产技术 2 :铈锆氧化物                                 2.3 生产技术 3
                    新工艺的提供容易制备这种复合氧化物的方法。                             熔融法制备铈锆复合氧化物。以高纯氧化锆(纯
                包括(1)熔融法所得的铈 - 锆复合氧化物和(2)湿                        ℃ 99.9%)为锆原料,高纯氧化铈(纯  ℃ 99.9%)为
                法所得的二氧化铈的混合物。来自湿法工艺的二氧化                           Ce 的原料,按照以下步骤,从熔炼过程中制备了铈锆
                铈具有小于 50 nm 的晶粒直径。熔融法制备的氧化铈 -                     复合氧化物粉末。
                氧化锆基复合氧化物含有除氧化铈以外的一种或多种                               将高纯氧化锆(4.2  kg)和高纯氧化铈(5.8  kg)
                稀土氧化物。                                            混合,混合料在 2  200  ℃电弧电炉中熔化。在平均负
                    将铈原料和锆原料按预定比例混合,置于熔化炉                         载功率为 99.5 kW 的 85 V 二次电压下,通电时间为 1
                中。(锆 / 铈)的摩尔比的调配更优选在 40/60~60/40                  h 50 min,总电能 182 kWh 时,大于等于 85 V。生产
                的范围内。熔化方法优选采用一般电熔化方法,即使                           10 kg 粉末,  为了便于通电,使用 500 g 焦炭。熔化完
                用电弧电炉的熔化方法。                                       成后,电炉盖上碳盖,熔融混合物在空气中缓慢冷却
                    在使用电弧电炉的熔化方法中,在如 2  600~                      24h,获得钢锭。使用颚式破碎机和辊式破碎机将所
                2  800  ℃加热。将原料置于熔融状态后静置 0.5~3  h,                得钢锭研磨至 3mm 或更小,然后筛分以收集 1mm 或
                可使原料均匀熔融。熔化可以在空气中进行,也可以                           以下的粉末。
                在惰性气体(如氮气、氩气或氦气)中进行。压力也                               随后,收集的粉末在 800 ℃的电炉内空气中燃烧。
                没有特别的限制,它可以是普通压力、增加的压力或                           将在熔化过程中形成的亚氧化物和过冷引起晶体中在
                降低的压力。通常,施加大气压。                                   3h 内去除,然后用射流磨研磨得平均粒径为 2.35  nm
                    熔化完成后,电炉盖上碳盖,熔融材料在 20~30                      的粉末,结晶体直径为 200 na。
                h 内缓慢冷却。冷却熔融后从熔化炉中取出,在空气                          2.3.1 实验例
                中缓慢冷却达 50 ℃。最好是室温。由此,可以获得铈 —                      2.3.1.1 实验例 1
                锆复合氧化物。                                               将上述熔炼过程中的 210  g 铈锆复合氧化物添加
                    熔化后使用破碎机(如颚式破碎机或辊式破碎机)                        到 350  g(70  gCeO 2 )20% 硝酸铈溶液,获得含有铈
                进行研磨。优选地研磨到 1  mm 或更小的粉末,以便                       锆复合氧化物的浆料。
                于在随后的步骤中对其进行处理。                                       此后,用 250 g 25% 的氨水中和该溶液 pH 值为 9.3
                    将所得粉末进行磁分离以去除杂质等后将其置于                         后,将溶液加热至 50  ℃并维持 1  h,用水过滤和洗涤
                电炉等中,以 600~800 ℃热处理 1~3 h。                        得氢氧化物。
                    使用研磨机(例如行星磨、球磨机或气流磨)研                             所得氢氧化物在空气中 700  ℃燃烧 5  h 以获得氧
                磨 5~30  min。该细磨允许所得铈锆基复合氧化物具                      化物。经研磨至 20 nm 或以下。
                有 1.0~5.0μm 的平均粒径。熔融法铈锆复合氧化物添                     2.3.1.2 实验例 2
                加稀土氧化物的例子包括 Y 和 Sc 的氧化物,以及镧                           与示例 1 中所述的相同步骤相同,但熔化过程中
                系元素的氧化物,例如 La、Pr 和 Nd。新工艺更优选                      铈锆复合氧化物的量变为 70 g。
                3%~20% 的一种或多种稀土氧化物如氧化铈 — 氧化                           所得氧化物研磨至 20mu.m 或以下。
                锆,更优选为 60:40~80:20。                               2.3.1.3 比较例 1
                    对浆液中的铈锆复合氧化物含量为每 1  000  g 铈                      铈锆复合氧化物是从 700  ℃ 5  h 烧成后的熔化过
                盐溶液优选 200~400  g。将上述溶液调节 pH 值的上                   程中获得的。
                限为 14。                                            2.3.1.4 比较例 2
                    或可加入尿素并加热溶液以产生氨来中和。                               将 986 g 纯水、30.3 g 硝酸(100% 基)和 600 g


                      年
                2021     第   47 卷                                                                      ·33·
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