一种大比表面氧化铈的制备方法技术

本发明专利技术公开一种大比表面氧化铈的制备方法。配液，将硫酸高铈、碳酸铵、草酸配制成溶液，将配制的草酸溶液放入到反应釜内,加入草酸溶液0.1‑0.12倍体积的碳酸铵溶液，然后将硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液加入到底液中，同时反应釜内匀速降低温度，加料完毕后反应釜停止降温，并维持此温度搅拌反应1‑1.5h，然后进行固液分离，得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤渣加入纯水洗涤，然后干燥，经过破碎后过筛，得到过筛料；将过筛料在回转窑内煅烧，然后经过破碎、筛分，即得。本发明专利技术制备工艺简单，在常温和高温下均有较大的比表面积，催化活性高。

A preparation method of large ratio surface cerium oxide

The invention discloses a preparation method of large surface area cerium oxide. The mixture of cerium sulfate, ammonium carbonate and oxalic acid is prepared into a solution, and the prepared oxalic acid solution is put into the reaction kettle, and the ammonium carbonate solution is added to the oxalic acid solution of 0.1 and 0.12 times the volume of ammonium carbonate, then the cerium sulfate solution and the ammonium carbonate solution are added to the bottom liquid. At the same time, the reaction caldron reduces the temperature at a constant speed, and the reaction kettle is stopped after the feeding is finished. The first filtrate and the first filter slag are obtained, and the first filtrate and the first filter slag are obtained. The first filter residue is added to pure water to wash, and then dried, then sieved after crushing, and the screening material is obtained. The sieve is calcined in a rotary kiln and then broken and sieved, that is obtained by sieving. The invention has simple preparation process, high specific surface area at room temperature and high temperature, and high catalytic activity.

【技术实现步骤摘要】
一种大比表面氧化铈的制备方法
本专利技术涉及一种大比表面氧化铈的制备方法，属于催化剂

技术介绍
大比表面的氧化铈应用于石油裂解与裂化，汽车尾气净化催化等领域。常规的工艺是采用共沉淀法制备，通过控制粉体制备过程中的团聚并添加稳定剂，使产品在高温下仍保持较大的比表面积。市面上的大比表面的氧化铈的纯度大于99.9％，粒度为1-3微米，新鲜的比表面为一般小于160m2/g，老化比表面积(1000℃4hr)小于25m2/g。一般大比表面的氧化铈用于高温催化，而高温可以使得常规的大比表面氧化铈的比表面急剧降低，从而影响了催化效果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种大比表面氧化铈的制备方法，制备工艺简单，在常温和高温下均有较大的比表面积，催化活性高。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：一种大比表面氧化铈的制备方法，其为以下步骤：(1)配液，将工业纯硫酸高铈配制成浓度为180-185g/L的硫酸高铈溶液，并恒温到温度为40±2℃，将工业纯碳酸铵配制成浓度为550-600g/L的碳酸铵溶液，并恒温至温度为40±2℃，将工业纯草酸配制成浓度为100-105g/L的草酸溶液，并恒温至温度为40±2℃；(2)反应，将配制的草酸溶液放入到反应釜内，并恒温至温度为40±2℃，反应釜内置冷却盘管，然后搅拌，搅拌速度为100-120r/min,加入草酸溶液0.1-0.12倍体积的碳酸铵溶液,加入完毕继续搅拌15-30min，做为底液，然后将硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液加入到底液中，同时反应釜内匀速降低温度，降低温度的速率为5-6℃/h，硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液的体积流量比为6-6.2:1,总计加入的硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液总体积为底液体积的1-1.5倍，加入硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液的时间为3-4小时，加料完毕后反应釜停止降温，并维持此温度搅拌反应1-1.5h，然后进行固液分离，得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤渣加入纯水洗涤至洗涤水的电导率150-250μS/cm，然后干燥至水分含量低于1％，经过破碎后过150-200目筛，得到过筛料；(3)煅烧，将步骤(2)过筛料在回转窑内煅烧，煅烧温度为340-360℃，煅烧时间5-6小时，然后经过破碎、筛分，即得。所述步骤(1)中配制的硫酸高铈溶液、碳酸铵溶液和草酸溶液经过精密过滤后使用，过滤介质的孔径为0.5-1微米。所述步骤(2)中硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液加入底液过程为匀速加入，加入设备为蠕动泵或计量泵中的至少一种。所述步骤(2)中得到的第一滤液加入氯化钙溶液，搅拌反应1-2小时，然后过滤、洗涤，将滤液和洗水合并后浓缩结晶得到氯化铵晶体，滤渣加入碳酸钠溶液进行浆化，然后再温度为70-75℃反应1-2小时后，然后过滤，得到含有硫酸钠和草酸钠的滤液和碳酸钙滤渣，含有硫酸钠和草酸钠的滤液经过浓缩至波美度为50-52，然后冷却至温度为10-15℃，进行固液分离，得到纯度为98％以上的草酸钠晶体，固液分离的母液将水分完全蒸发后得到纯度＞97％的硫酸钠晶体，得到的碳酸钙滤渣加入盐酸溶液得到氯化钙溶液返回使用。加入的氯化钙溶液中钙的摩尔数为第一滤液中硫酸根、草酸根和碳酸根的总摩尔数的1.05-1.1倍，加入的碳酸钠为滤渣中钙摩尔数的1.05-1.1倍。本专利技术利用了草酸铵的溶解度大大小于草酸的溶解度，草酸铵在40℃溶解度为8.18，30℃为6.09，20℃为4.45，草酸的溶解度在40℃溶解度为21.2，30℃为14.3，20℃为9.5，在草酸中加入碳酸铵，生成得到草酸铵，使得草酸铵部分结晶析出，然后加入硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液，则Ce(IV)离子会以此草酸铵晶体为晶核生长，从而将草酸铵包裹，同时，在不断的反应过程，逐渐降低温度，在不断的得到Ce(IV)沉淀的同时，也不断的有草酸铵的晶体析出，从而使得Ce(IV)沉淀与草酸铵晶体混合在一起，在高温煅烧过程，包裹的草酸铵与混合生长的草酸铵均会分解成氨气、二氧化碳气体、水蒸气挥发掉，从而得到中空结构且疏松多孔的大比表面的氧化铈，本专利技术得到的氧化铈孔隙大，且为中空结构，在高温下其比表面积远大于现有市面上的产品，且催化性能优越。本专利技术的最终得到的大比表面氧化铈的指标如下：本专利技术的有益效果是：1.通过以草酸铵为晶核，从而使得Ce(IV)沉淀包裹在草酸铵晶核上，同时不断在反应过程降温，使得草酸铵晶体不断的与Ce(IV)沉淀一起析出，然后讲过高温煅烧，使得草酸铵分解，从而使得氧化铈成为中空且疏松多孔的结构，且相比较其他工艺制备的氧化铈，孔隙更大，在高温下孔隙被堵塞的少，且中空结构，使得在常温和高温下的比表面积均大于现有的氧化铈，催化效果更好。2.制备过程废水产生量少，其中的铵根、草酸根、硫酸根均实现了回收，使得制备工艺环保性好。3.通过常规的沉淀工艺和煅烧工艺，即可以制备出此大表面积德氧化铈，工艺简单，成本低。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术进行详细说明，本实施例的一种大比表面氧化铈的制备方法，其为以下步骤：(1)配液，将工业纯硫酸高铈配制成浓度为180-185g/L的硫酸高铈溶液，并恒温到温度为40±2℃，将工业纯碳酸铵配制成浓度为550-600g/L的碳酸铵溶液，并恒温至温度为40±2℃，将工业纯草酸配制成浓度为100-105g/L的草酸溶液，并恒温至温度为40±2℃；(2)反应，将配制的草酸溶液放入到反应釜内，并恒温至温度为40±2℃，反应釜内置冷却盘管，然后搅拌，搅拌速度为100-120r/min,加入草酸溶液0.1-0.12倍体积的碳酸铵溶液,加入完毕继续搅拌15-30min，做为底液，然后将硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液加入到底液中，同时反应釜内匀速降低温度，降低温度的速率为5-6℃/h，硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液的体积流量比为6-6.2:1,总计加入的硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液总体积为底液体积的1-1.5倍，加入硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液的时间为3-4小时，加料完毕后反应釜停止降温，并维持此温度搅拌反应1-1.5h，然后进行固液分离，得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤渣加入纯水洗涤至洗涤水的电导率150-250μS/cm，然后干燥至水分含量低于1％，经过破碎后过150-200目筛，得到过筛料；(3)煅烧，将步骤(2)过筛料在回转窑内煅烧，煅烧温度为340-360℃，煅烧时间5-6小时，然后经过破碎、筛分，即得。所述步骤(1)中配制的硫酸高铈溶液、碳酸铵溶液和草酸溶液经过精密过滤后使用，过滤介质的孔径为0.5-1微米。所述步骤(2)中硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液加入底液过程为匀速加入，加入设备为蠕动泵或计量泵中的至少一种。所述步骤(2)中得到的第一滤液加入氯化钙溶液，搅拌反应1-2小时，然后过滤、洗涤，将滤液和洗水合并后浓缩结晶得到氯化铵晶体，滤渣加入碳酸钠溶液进行浆化，然后再温度为70-75℃反应1-2小时后，然后过滤，得到含有硫酸钠和草酸钠的滤液和碳酸钙滤渣，含有硫酸钠和草酸钠的滤液经过浓缩至波美度为50-52，然后冷却至温度为10-15℃，进行固液分离，得到纯度为98％以上的草酸钠晶体，固液分离的母液将水分完全蒸发后得到纯度＞97％的硫酸钠晶体，得到的碳酸钙滤渣加入盐酸溶液得到氯化钙溶液返回使用。加入的氯化钙溶液中钙的摩尔数为第一滤液中硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大比表面氧化铈的制备方法，其特征在于，为以下步骤：(1)配液，将工业纯硫酸高铈配制成浓度为180‑185g/L的硫酸高铈溶液，并恒温到温度为40±2℃，将工业纯碳酸铵配制成浓度为550‑600g/L的碳酸铵溶液，并恒温至温度为40±2℃，将工业纯草酸配制成浓度为100‑105g/L的草酸溶液，并恒温至温度为40±2℃；(2)反应，将配制的草酸溶液放入到反应釜内，并恒温至温度为40±2℃，反应釜内置冷却盘管，然后搅拌，搅拌速度为100‑120r/min,加入草酸溶液0.1‑0.12倍体积的碳酸铵溶液,加入完毕继续搅拌15‑30min，做为底液，然后将硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液加入到底液中，同时反应釜内匀速降低温度，降低温度的速率为5‑6℃/h，硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液的体积流量比为6‑6.2:1,总计加入的硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液总体积为底液体积的1‑1.5倍，加入硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液的时间为3‑4小时，加料完毕后反应釜停止降温，并维持此温度搅拌反应1‑1.5h，然后进行固液分离，得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤渣加入纯水洗涤至洗涤水的电导率150‑250μS/cm，然后干燥至水分含量低于1％，经过破碎后过150‑200目筛，得到过筛料；(3)煅烧，将步骤(2)过筛料在回转窑内煅烧，煅烧温度为340‑360℃，煅烧时间5‑6小时，然后经过破碎、筛分，即得。...

【技术特征摘要】
1.一种大比表面氧化铈的制备方法，其特征在于，为以下步骤：(1)配液，将工业纯硫酸高铈配制成浓度为180-185g/L的硫酸高铈溶液，并恒温到温度为40±2℃，将工业纯碳酸铵配制成浓度为550-600g/L的碳酸铵溶液，并恒温至温度为40±2℃，将工业纯草酸配制成浓度为100-105g/L的草酸溶液，并恒温至温度为40±2℃；(2)反应，将配制的草酸溶液放入到反应釜内，并恒温至温度为40±2℃，反应釜内置冷却盘管，然后搅拌，搅拌速度为100-120r/min,加入草酸溶液0.1-0.12倍体积的碳酸铵溶液,加入完毕继续搅拌15-30min，做为底液，然后将硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液加入到底液中，同时反应釜内匀速降低温度，降低温度的速率为5-6℃/h，硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液的体积流量比为6-6.2:1,总计加入的硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液总体积为底液体积的1-1.5倍，加入硫酸高铈溶液与碳酸铵溶液的时间为3-4小时，加料完毕后反应釜停止降温，并维持此温度搅拌反应1-1.5h，然后进行固液分离，得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤渣加入纯水洗涤至洗涤水的电导率150-250μS/cm，然后干燥至水分含量低于1％，经过破碎后过150-200目筛，得到过筛料；(3)煅烧，将步骤(2)过筛料在回转窑内煅烧，煅烧温度为340-360℃，煅烧时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋央芳，
申请(专利权)人：蒋央芳，
类型：发明
国别省市：浙江,33