碳酸铈的陈化过程

2021-03-15

  对于碳酸稀土,人们的研究比较多,但各国学者合成的碳酸稀土的组成、结构和性能差异较大,这主要是由于碳酸稀土形成无定形沉淀所致。以碳酸氢铵为沉淀剂合成碳酸稀土晶体是一种简便的方法。研究了碳酸稀土的沉淀结晶过程。以氯化铈和碳酸氢铵为原料制备了碳酸铈粒子,并用扫描电镜观察了粒子的形貌和粒径。

  一、实验部分

  1.原材料

  将氯化铈和碳酸氢铵分别溶解于水中,制备出0.016 mol/L氯化铈溶液和0.048 mol/L碳酸氢铵溶液。

  2.实验过程

  在25℃下,将相同体积的氯化铈和碳酸氢铵溶液快速混合,老化不同时间,然后取样。用jsm-35c扫描电镜观察了颗粒的形貌和粒径。

  二、结果与讨论

  碳酸铈粒子在不同老化时间的扫描电子显微镜(SEM)照片。在不老化的情况下,粒径约为0.1μm,呈球形,团聚在一起。

  陈化1h后,会出现一些较大粒径的星形颗粒,这些颗粒被许多球形对称的片状颗粒重叠;同时,也有一些较小粒径的类似球形颗粒,它们实际上是由许多片状颗粒交织而成。随着老化时间的增加,小颗粒逐渐减少,大颗粒逐渐增多,即颗粒逐渐长大。

  当时效时间为10h时,球形和星形颗粒消失,完全为片状颗粒,粒径约为6μM,而随着时效时间的延长,碳酸铈颗粒的形貌和粒径没有变化。水溶液老化主要包括Ostwald熟化和亚稳相转变。Ostwald认为,分散不均匀的沉淀体系在相应粒径范围内是热力学不稳定的,粒径较小的粒子具有较大的溶解度。因此,在老化过程中,小颗粒溶解,大颗粒长大。


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