一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法

本发明涉及氧化铁纳米材料制备领域，尤其涉及一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法。

背景技术：

1、氧化铁颜料因具有附着力强和化学稳定性优的特点，常作为涂料中的重要耐蚀性填料，起到提高涂层的物理屏蔽和耐腐蚀性能作用。但随着科技的发展，人们对涂层的耐蚀性提出了更高要求，现有单一结构的氧化铁材料已无法满足涂料行业的更高要求，亟待研发高电化学稳定性的均匀性优的纳米氧化铁填充料。

2、我国作为稀土大国，尤其是稀土镧和铈资源储量巨大，如何用好镧和铈资源意义重大。目前，镧和铈主要应用于抛光材料、冶金和化工领域，而在涂层领域的应用鲜有报道。

3、由于稀土元素具有较高的配位能力和电子构型，可与氧化铁形成特定的配位结构，产生晶格畸变和缺陷，具有抑制细化晶粒、强化晶界强度的作用，从而影响氧化铁材料的晶体结构、磁性质、导电性等性能。

4、稀土镧和铈元素作为合金元素加入到钢中可显著提升钢铁材料的耐蚀性能，但是，由于稀土镧和铈的离子半径较大，其氧化物颗粒的附着力较差，极不适合作为填料在涂层中应用。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的稀土镧和铈的离子半径较大，其氧化物颗粒的附着力较差，极不适合作为填料在涂层中应用的技术问题。

2、为提升水性涂层用纳米氧化铁材料的电化学稳定性，本发明提供了一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，包括：

3、将硫酸镧、硫酸高铈和硫酸铁加入预设质量的蒸馏水中，配制成前驱体溶液；

4、前驱体溶液中c(la3+):c(fe3+)＝1:300～1:20，c(ce4+):c(fe3+)＝1:300～1:20，c(fe3+)＝0.5～2mol/l；

5、将前驱体溶液进行水热反应并搅拌；

6、待水热反应结束后，使用蒸馏水和无水乙醇对水热反应后的溶液进行多次洗涤、分离和干燥，得到稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料。

7、进一步地，调节前驱溶液的ph值为6-8后进行水热反应。

8、进一步地，将前驱体溶液置于高压反应釜中进行水热反应并设置电磁搅拌。

9、进一步地，控制水热反应温度的为160-220℃。

10、进一步地，电磁搅拌速度为2000-3000r/min。

11、进一步地，控制水热反应时间为60-120min。

12、进一步地，采用强碱性溶液调节前驱体溶液的ph值为6-8。

13、本申请的有益效果为：

14、本申请提及的一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，包括：

15、将硫酸镧、硫酸高铈和硫酸铁加入预设质量的蒸馏水中，配制成前驱体溶液；前驱体溶液中c(la3+):c(fe3+)＝1:300～1:20，c(ce4+):c(fe3+)＝1:300～1:20，c(fe3+)＝0.5～2mol/l；将前驱体溶液进行水热反应并搅拌；待水热反应结束后，使用蒸馏水和无水乙醇对前驱体溶液进行多次洗涤、分离和干燥，得到稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料。

16、本发明所制备的稀土镧铈共掺杂氧化铁粉体晶粒尺寸为均小于100nm，不仅分散性好，且颗粒边界规整，尤其是该纳米材料在测试动电位极化曲线时存在较为明显的钝化区间。因此，本专利技术制备出高电化学稳定性的稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米粉体材料，不仅可填补稀土镧铈在水性涂层领域的应用空白，还对矿物中提取和分离稀土元素的调控技术也具有重要意义(稀土镧和铈元素可不用进行深度分离即可使用，可显著降低稀土镧和铈元素提取和分离成本)。

技术特征：

1.一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，其特征在于，

7.根据权利要求2所述的一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，其特征在于，

技术总结本申请提及了一种稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料的制备方法，包括：将硫酸镧、硫酸高铈和硫酸铁加入预设质量的蒸馏水中，配制成前驱体溶液；前驱体溶液中c(La<supgt;3+</supgt;):c(Fe<supgt;3+</supgt;)＝1:300～1:20，c(Ce<supgt;4+</supgt;):c(Fe<supgt;3+</supgt;)＝1:300～1:20，c(Fe<supgt;3+</supgt;)＝0.5～2mol/L；将前驱体溶液进行水热反应并搅拌；待水热反应结束后，使用蒸馏水和无水乙醇对水热反应后的溶液进行多次洗涤、分离和干燥，得到稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料。本申请所制备的稀土镧铈共掺杂氧化铁纳米材料，既可解决稀土氧化物附着力低的难题，可填补我国高端耐蚀型纳米氧化铁水性涂层用填料的空白，这对于提升我国耐蚀性涂层的技术水平具有重要的意义。技术研发人员：史培阳,李威,刘承军,赵青受保护的技术使用者：东北大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12