一种氧化铈的制备方法、所述氧化铈及其应用与流程

本技术属于无机材料制备，尤其涉及一种氧化铈的制备方法、所述氧化铈及其应用。

背景技术：

1、纳米氧化铈由于表面氧缺陷的存在，使得铈呈现出两种价态，并能在ce3+和ce4+价态之间进行可逆转换，从而清除生物体内过量的自由基。随着纳米合成技术的发展，已经能够合成出多种形貌的纳米氧化铈，包括一维的纳米棒、纳米线、纳米管；二维的纳米片、纳米板；纳米多面体、纳米立方体等。常见的溶剂热法、模板法、晶种调节二次生长法、微波/超声辐射法、电化学沉积法等均可用于纳米氧化铈的可控合成。特别是水热法可以精确控制纳米晶的形貌及尺寸分布，因而日渐成为合成纳米氧化铈的普适方法。

2、但是，水热法目前有一些普遍存在的问题，例如重复性差、反应时间长、反应需要使用高压釜等，以及在反应过程中，反应釜中会产生大量气体，使合成过程的风险大大增加，且在反应结束后，反应釜并不能快速降温，需要等待较长的时间等待其冷却以达到安全的温度和内部压力，从而进行下一步操作，使得整个工艺流程时间大大被拉长。

技术实现思路

1、为克服现有技术中存在的上述缺陷，本技术提供了一种氧化铈的制备方法、所述氧化铈及其应用，该方法在常压条件下即可合成大小形貌均一、性质稳定且分散性良好的球状氧化铈，设备、工艺简单，无需使用耐高温高压的反应釜，成本更低，安全性更高，且反应条件温和，大大缩短了整个工艺流程时间。

2、为了实现上述发明目的，本技术提供以下技术方案：

3、一方面，本技术提供了一种氧化铈的制备方法，包括如下步骤：

4、将含铈源的水溶液，依次与冰醋酸、乙二醇混合均匀，在常压条件下反应得到所述氧化铈。

5、可选地，包括如下步骤：

6、(1)将铈源与水混合，得到含铈源的水溶液；

7、(2)将所述含铈源的水溶液与冰醋酸混匀，得到混合液；

8、(3)将所述混合液与乙二醇混匀，升温，搅拌，冷却至室温，得到所述氧化铈。

9、可选地，步骤(1)中，所述铈源与水的混合质量比为3～6:1。

10、可选地，步骤(1)中，所述铈源与水的混合质量比为5～6:1。

11、可选地，步骤(1)中，所述铈源与水的混合质量比独立地选自3:1、4:1、5:1、6:1中的任意值或任意两者之间的范围值。

12、可选地，所述铈源包括硝酸铈。

13、可选地，步骤(1)中，所述混合在超声条件下进行。

14、可选地，所述超声的功率为60～100w；

15、所述超声的时间为5～15min。

16、可选地，所述超声的功率独立地选自60w、70w、80w、90w、100w中的任意值或任意两者之间的范围值。

17、可选地，所述超声的时间独立地选自5min、8min、10min、12min、15min中的任意值或任意两者之间的范围值。

18、可选地，步骤(2)中，所述含铈源的水溶液与冰醋酸的质量比为3～5:1。

19、可选地，步骤(2)中，所述含铈源的水溶液与冰醋酸的质量比为3～4:1。

20、可选地，步骤(2)中，所述含铈源的水溶液与冰醋酸的质量比独立地选自3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1中的任意值或任意两者之间的范围值。

21、在本技术中，经实验验证，在其他条件保持不变的情况下，水与冰醋酸的用量对于氧化铈的合成产率具有重要影响，用量高于或者低于本技术规定的范围，均会降低氧化铈的合成产率。

22、可选地，步骤(3)中，所述混合液与乙二醇的用量比为1g:5～7ml。

23、可选地，步骤(3)中，所述混合液与乙二醇的用量比为1g:6～7ml。

24、可选地，步骤(3)中，所述混合液与乙二醇的用量比独立地选自1g:5ml、1g:5.5ml、1g:6ml、1g:6.5ml、1g:7ml中的任意值或任意两者之间的范围值。

25、可选地，步骤(3)中，所述升温为升温至140～155℃。

26、可选地，步骤(3)中，所述升温为升温至145～150℃。

27、可选地，步骤(3)中，所述升温为升温至140℃、145℃、150℃、155℃中的任意值或任意两者之间的范围值。

28、在本技术中，升温的温度是指反应体系内部试剂的温度，由于处于常压非密闭条件下，内部温度最高可达到155℃，经实验验证，在其他条件保持不变的情况下，温度低于本技术规定的范围(如135℃)，会降低氧化铈的合成产率，猜测可能的原因为达不到或者刚达到硝酸铈的分解温度，导致反应进行受阻。

29、可选地，步骤(3)中，所述搅拌的转速为10～500rpm；

30、所述搅拌的时间为1.5～4h。

31、可选地，步骤(3)中，所述搅拌的转速为20～100rpm；

32、所述搅拌的时间为2～3h。

33、可选地，步骤(3)中，所述搅拌的转速独立地选自10rpm、50rpm、100rpm、150rpm、200rpm、250rpm、300rpm、350rpm、400rpm、450rpm、500rpm中的任意值或任意两者之间的范围值。

34、可选地，步骤(3)中，所述搅拌的时间独立地选自1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h中的任意值或任意两者之间的范围值。

35、可选地，还包括步骤(4)：对所述氧化铈依次进行离心洗涤和干燥。

36、可选地，步骤(4)中，所述离心洗涤依次包括第一阶段、第二阶段和第三阶段。

37、可选地，所述第一阶段包括第一离心后弃上清；

38、所述第一离心的转速为7000～11000rpm；

39、所述第一离心的时间为5～15min。

40、可选地，所述第一离心的转速为9000～11000rpm；

41、所述第一离心的时间为5～10min。

42、可选地，所述第一离心的转速独立地选自7000rpm、7500rpm、8000rpm、8500rpm、9000rpm、9500rpm、10000rpm、10500rpm、11000rpm中的任意值或任意两者之间的范围值。

43、可选地，所述第一离心的时间独立地选自5min、8min、10min、12min、15min中的任意值或任意两者之间的范围值。

44、可选地，所述第二阶段包括加入乙醇后进行第二离心，弃上清，重复此阶段1～3次；

45、所述乙醇与步骤(3)中所述乙二醇的体积比为1:1.2～4；

46、所述第二离心的转速为7000～11000rpm；

47、所述第二离心的时间为5～15min。

48、可选地，所述乙醇与步骤(3)中所述乙二醇的体积比为1:1.5～2；

49、所述第二离心的转速为9000～11000rpm；

50、所述第二离心的时间为5～10min。

51、可选地，所述乙醇与步骤(3)中所述乙二醇的体积比独立地选自1:1.2、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4中的任意值或任意两者之间的范围值。

52、可选地，所述第二离心的转速独立地选自7000rpm、7500rpm、8000rpm、8500rpm、9000rpm、9500rpm、10000rpm、10500rpm、11000rpm中的任意值或任意两者之间的范围值。

53、可选地，所述第二离心的时间独立地选自5min、8min、10min、12min、15min中的任意值或任意两者之间的范围值。

54、可选地，所述第三阶段包括加入水后进行第三离心，弃上清，重复此阶段1～3次；

55、所述水与步骤(3)中所述乙二醇的体积比为1:1.2～4；

56、所述第三离心的转速为7000～11000rpm；

57、所述第三离心的时间为5～15min。

58、可选地，所述水与步骤(3)中所述乙二醇的体积比为1:1.5～2；

59、所述第三离心的转速为9000～11000rpm；

60、所述第三离心的时间为5～10min。

61、可选地，所述水与步骤(3)中所述乙二醇的体积比独立地选自1:1.2、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4中的任意值或任意两者之间的范围值。

62、可选地，所述第三离心的转速独立地选自7000rpm、7500rpm、8000rpm、8500rpm、9000rpm、9500rpm、10000rpm、10500rpm、11000rpm中的任意值或任意两者之间的范围值。

63、可选地，所述第三离心的时间独立地选自5min、8min、10min、12min、15min中的任意值或任意两者之间的范围值。

64、可选地，步骤(4)中，所述干燥的温度为50～70℃；

65、所述干燥的时间为10～25h。

66、可选地，步骤(4)中，所述干燥的温度为55～65℃；

67、所述干燥的时间为15～20h。

68、可选地，步骤(4)中，所述干燥的温度独立地选自50℃、55℃、60℃、65℃、70℃中的任意值或任意两者之间的范围值。

69、可选地，步骤(4)中，所述干燥的时间独立地选自10h、15h、20h、25h中的任意值或任意两者之间的范围值。

70、第二方面，本技术提供了上述方法制备得到的氧化铈。

71、第三方面，本技术提供了上述氧化铈在制备化妆品中的应用。

72、与现有技术相比，本技术包含以下有益效果：

73、(1)本技术提供的氧化铈的制备方法，在常压条件下即可完成，设备、工艺简单，无需使用耐高温高压的反应釜，成本更低，安全性也更高，且反应条件温和、易控制，反应结束后可以直接将反应后的物料倒出以便快速降温进行下一步的处理，大大缩短了整个工艺流程时间，产品合成率较高。

74、(2)采用本技术方法制备得到的氧化铈，为球形，大小形貌均一、性质稳定，且分散性良好，具有应用于化妆品制备领域的潜在价值。