【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种laxce(1-x)o(2-0.5x)空心微球及其制备方法，属于稀土冶金领域。
技术介绍
1、laxce(1-x)o(2-0.5x)(x＝0,0.36,0.5)是萤石结构的氧化稀土，具有较高的热稳定性、化学稳定性，以及良好的生物相容性和耐腐蚀性等优异性能。
2、氧化稀土空心微球是一种新型的结构材料，具有低密度、高比表面积、高活性和表面渗透性等性质，在催化剂、涂料、微反应器、药物缓释和控释、光电材料等领域显示出广阔的应用前景。目前，合成氧化稀土空心微球通常用模板法，常用的有机模板包括聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚苯乙烯(ps)等聚合物微球，无机模版包括碳球、sio2、caco3等微球。有机模板微球表面通过沉淀法包覆稀土化合物，经过高温灼烧脱除模板得到氧化稀土空心微球，该方法合成的氧化稀土空心微球均匀度高、微球直径可控，但其工艺复杂、成本高，不利于工业化应用。无机微球sio2、caco3作为模板，微球表面通过沉淀法包覆稀土化合物，经过高温灼烧和酸碱浸蚀去除模板得到氧化稀土空心微球，构成微球壳的氧化稀土中硅或钙含量偏高，降低了氧化稀土空心微球性能；碳球作为模板可制备出性能优越的氧化稀土空心微球，但碳球市场销售价格高，限制了氧化稀土空心微球应用领域。
3、喷雾造粒法是一种工业常用的粉体制备技术，该项技术在稀土冶金领域主要生产氧化稀土实心球，而喷雾造粒法制备氧化稀土空心微球对其在浆料中分散性有严格的限制，氧化稀土在浆料中分散稳定性受到各种氧化稀土ζ电位、粒度、含量、分散剂、ph等影响
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种laxce(1-x)o(2-0.5x)空心微球制备方法，采用喷雾造粒法制备laxce(1-x)o(2-0.5x)空心微球，将为氧化稀土空心微球在反射隔热涂料、轻质耐火材料、保温材料和吸声材料等领域应用提供一种工业化生产技术。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种laxce(1-x)o(2-0.5x)空心微球制备方法，其包括如下步骤：
4、1)浆料制备：将去离子水、分散剂和laxce(1-x)o(2-0.5x)粉体混合研磨，研磨过程中维持体系的ph值，研磨结束后，加入粘结剂，经高速分散后，得到喷雾造粒所需的浆料；
5、2)空心微球制备：将浆料匀速输送到喷雾造粒机中进行喷雾造粒，收集空心微球，再经过灼烧，得到laxce(1-x)o(2-0.5x)空心微球。
6、根据本专利技术的优选实施例，步骤1)中所述分散剂为聚丙烯酸铵，研磨过程中维持体系的ph为9。
7、根据本专利技术的优选实施例，研磨过程至粉体粒径小于500nm后停止。
8、根据本专利技术的优选实施例，所述laxce(1-x)o(2-0.5x)粉体为ceo2、la0.36ce0.64o1.82和la2ce2o7中的一种。
9、根据本专利技术的优选实施例，步骤1)中粘结剂为聚乙烯醇(pva)和辛基酚聚氧乙烯醚(triton x-100)中的一种。
10、根据本专利技术的优选实施例，laxce(1-x)o(2-0.5x)粉体、去离子水和分散剂质量比为1:0.5-1:0.001，laxce(1-x)o(2-0.5x)粉体和pva质量比为1:0.02，laxce(1-x)o(2-0.5x)粉体和tritonx-100质量比为1:0.06。
11、根据本专利技术的优选实施例，步骤2)中，喷雾造粒机进口温度控制在110℃-130℃。
12、根据本专利技术的优选实施例，步骤2)中，ceo2灼烧温度为800℃，la0.36ce0.64o1.82和la2ce2o7灼烧温度为1000℃-1200℃。
13、第二方面，本专利技术提供了所述方法制备得到的laxce(1-x)o(2-0.5x)空心微球，所述laxce(1-x)o(2-0.5x)空心微球松装密度为1.30-1.35g/cm3，粒径d50为15-25μm，壁厚为100-150nm，抗压强度为4.5-6.5mpa，室温导热系数为0.05-0.06w/(m·k)。
14、本专利技术方法核心是：
15、1)ζ电位为零的点被称为等电点(iep)，在这个ph值下，静电排斥力为零，悬浮液中固体颗粒聚集在一起，而在ph＞iep时固体颗粒表面电荷为负值，颗粒之间互相排斥，从而导致悬浮液保持分散状态。由于laxce(1-x)o(2-0.5x)粉体颗粒的等电点ph值为6.75-7.60，控制研磨悬浮液ph值为9，目的是远离iep值的ph区，提高ζ电位，laxce(1-x)o(2-0.5x)颗粒表面带有的负电荷足以在颗粒之间引起排斥力，从而制备出分散良好的浆料。当悬浮液的ph>10时，增加了悬浮液的离子强度，悬浮液的稳定性受到强烈的影响，降低了悬浮液的分散性；2)为了提高laxce(1-x)o(2-0.5x)在悬浮液中分散性，添加了具有羧酸基团的阴离子分散剂聚丙烯酸铵，由于聚丙烯酸铵在溶液中ph大于8.5时，coo-基团完全解离，所以研磨的悬浮液ph值调配到9；3)由于粉体吸附分散剂的最大饱和容量随着ph的增加而减少，悬浮液ph值为9时，颗粒表面电荷为负值，并且coo-基团完全解离，因此颗粒表面吸附分散剂仅发生在少数正位点上，颗粒吸附分散剂的饱和容量较低，当添加过量的分散剂时，过量的分散剂引起悬浮液中离子强度的增加，破坏了悬浮液的稳定性，所以控制分散剂的添加量；4)分散性很好的浆料在喷雾干燥过程中由于毛细管力作用下，颗粒和粘结剂迁移到液滴表面，并在液滴表面形成刚性外壳，导致空心颗粒的形成。
16、本专利技术的优点和效果是：
17、(1)本专利技术制备的laxce(1-x)o(2-0.5x)空心微球具有质轻、绝热、隔音、优异的低频性能，将在反射隔热涂料、轻质保温材料、热喷涂隔热和耐磨材料、绝热板、污水净化、吸声材料、药物缓释控释体、催化剂载体、光电材料等领域具有良好的应用前景；
18、(2)本专利技术制备的浆料中含laxce(1-x)o(2-0.5x)粉体浓度高，降低了在喷雾造粒过程中水分的蒸发量，增加了生产空心微球的能力，同时降低了能源消耗；
19、(3)本专利技术采用喷雾造粒技术制备ceo2、la0.36ce0.64o1.82和la2ce2o7空心微球比报道的模板法生产工艺简单、绿色环保、生产成本低，便于实现工业化生产。
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1.一种LaxCe(1-x)O(2-0.5x)空心微球制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述分散剂为聚丙烯酸铵，研磨过程中维持体系的pH为9。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，研磨过程至粉体粒径小于500nm后停止。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述LaxCe(1-x)O(2-0.5x)粉体为CeO2、La0.36Ce0.64O1.82和La2Ce2O7中的一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中粘结剂为聚乙烯醇(PVA)和辛基酚聚氧乙烯醚(Triton X-100)中的一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，LaxCe(1-x)O(2-0.5x)粉体、去离子水和分散剂质量比为1:0.5-1:0.001，LaxCe(1-x)O(2-0.5x)粉体和PVA质量比为1:0.02，LaxCe(1-x)O(2-0.5x)粉体和Triton X-100质量比为1:0.06。
7.根据权
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，CeO2灼烧温度为800℃，La0.36Ce0.64O1.82和La2Ce2O7灼烧温度为1000℃-1200℃。
9.一种权利要求1-8任一项所述方法制备得到的LaxCe(1-x)O(2-0.5x)空心微球，其特征在于，所述LaxCe(1-x)O(2-0.5x)空心微球松装密度为1.30-1.35g/cm3，粒径D50为15-25μm，壁厚为100-150nm，抗压强度为4.5-6.5Mpa，室温导热系数为0.05-0.06W/(m·K)。
...【技术特征摘要】
1.一种laxce(1-x)o(2-0.5x)空心微球制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述分散剂为聚丙烯酸铵，研磨过程中维持体系的ph为9。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，研磨过程至粉体粒径小于500nm后停止。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述laxce(1-x)o(2-0.5x)粉体为ceo2、la0.36ce0.64o1.82和la2ce2o7中的一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中粘结剂为聚乙烯醇(pva)和辛基酚聚氧乙烯醚(triton x-100)中的一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，laxce(1-x)o(2-0.5x)粉体、去离子水和分散剂质量比为1:0.5-1:0.001，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝志峰，郭良芫，
申请(专利权)人：杭州稀晶新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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