技术摘要：
本发明公开的一种形貌均匀粒度可控的球形氧化铈粉末及其制备方法和应用，主要制备步骤如下：将Ce3 离子溶液与氨水按一定比例并流通入含有分散剂的去离子水溶液中，并在搅拌和超声条件下使溶液充分混合，得到混合液；将混合液移入均相反应器升温进行水热反应，反应完成  全部
背景技术：
纳米材料因其独特的结构，往往具有较好的物理和化学性能。其中纳米氧化铈作 为一种重要的镧系稀土氧化物，因其具有较大的比表面积和较高的氧流动性,在汽车尾气 控制、催化剂载体、涂层材料及电极材料等领域都有广泛的应用。近年来，纳米级氧化铈材 料的形貌、尺寸控制及其性能应用均成为研究的热点。 目前，制备纳米氧化铈的方法很多，包括溶胶凝胶法、均匀沉淀法、一步熔融盐分 解法等。溶胶凝胶法制备过程温和，产品纯度较好，但是，用到大量的氨水和有机溶剂，对环 境会造成一定污染；均匀沉淀法在反应过程中均匀地生成沉淀剂，有效地降低了反应物的 浓度梯度，但用该方法控制纳米粒子的粒径较难；一步熔融盐分解法该方法加热温度以及 Ce(NO3)3·6H2O的加入比例都直接影响产品的质量和性能，比例的控制难以很好的把握，操 作难度大。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种晶相、粒度可控、分散性较好的纳米氧 化铈粉末的制备方法，解决现有制备纳米氧化铈粉末技术中前驱体制备体系复杂，产品形 貌、晶相与粒度不易控制的技术问题。采用本发明的技术方案水热水解体系简单，通过球磨 和周期超声更容易控制产品形貌、粒度、晶相，且无需煅烧即可得到分散性较好的成品，操 作简单方便，适于工厂生产。 为实现上述目的，本发明的技术方案如下： 一种形貌均匀粒度可控的球形氧化铈粉末的制备方法，包括以下步骤： 1)将Ce3 离子溶液与氨水按一定比例并流通入含有分散剂的去离子水溶液中，并 在搅拌和超声条件下使溶液充分混合，得到混合液，其中，在Ce3 离子溶液与氨水混合进行 到最后4～8min时再进行超声处理； 2)将步骤1)所得混合液移入均相反应器升温进行水热反应，反应完成后，冷却至 室温，离心，洗涤，得到氧化铈初品； 3)将步骤2)所得氧化铈初品进行湿式球磨后，再次离心，洗涤，干燥得到粒度可控 的氧化铈粉末。 优选的，步骤1)中，所述Ce3 离子溶液与氨水的摩尔比为1:1～4。 优选的，步骤1)中，所述Ce3 离子溶液为硝酸铈溶液、氯化铈溶液、硫酸铈溶液中的 一种，优选为硝酸铈溶液；所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯 吡咯烷酮中的至少一种。 优选的，步骤1)中，所述Ce3 离子溶液的浓度为0.05～0.2mol/L；所述氨水的浓度 3 CN 111592030 A 说　明　书 2/5 页 为0.2～1.2mol/L；所述分散剂在混合液中的浓度为1～10g/L。 优选的，步骤1)中，所述Ce3 离子溶液与所述氨水的加入速度均为1～5ml/min。 优选的，步骤1)中，搅拌的转速为235～550r/min；超声的功率为1000～1300W，超 声时间具体为：直接超声时，超声15～60min；周期超声时，超声4～8组，每1min超声30s为1 组；且在Ce3 离子溶液与氨水混合进行到最后4～8min时再进行超声处理。 优选的，步骤2)中，水热反应的时间为4～9h，温度为150～200℃，均相反应器的转 速为24～48rpm。 优选的，步骤3)中，球磨时间设置为3～6h；转速设置为60～100r/min；球料比为为 12～20:1；干燥时间为6～10h，干燥温度为60～80℃。 本发明的目的之二在于提供上述任一制备方法制备得到的氧化铈粉末。 本发明的目的还在于提供上述氧化铈粉末在催化剂领域中的应用。 本发明与现有技术相比，具有以下优点： (1)本发明与传统水热法相比，无需煅烧，工艺简单且成本低廉，有利于工业化生 产。 (2)在现有的氧化铈制备方法中，产品团聚现象严重，氧化铈粉末粒径不均一。本 发明主要通过并流加料的方式并结合周期超声波辅助法制备纳米氧化铈，充分发挥两种方 式的优势，使原料反应更加充分，从而达到节约原材料和提高生产效率的目的,，所得产品 较传统工艺来看团聚现象减弱效果更显著。 (3)本发明与现有工艺相比，还具有能够通过调节表面活性剂用量来实现最终氧 化铈粉末的粒度及形貌可控的目的。氧化铈粉末的粒径及形貌由铈盐的不同应用需求来合 成，故可利用表面活性剂的结构性质使氧化铈在形成过程中沿着特定的方向生长。本发明 为控制产品形貌提供了一定的条件，这对氧化铈的推广应用具有十分重大的意义。 (4)本发明引入球磨工艺，将制得产物置入球磨机进行球磨，通过氧化锆小球下落 的冲击作用，以及球磨壁的作用将所制得的氧化铈粉碎，进一步减小产物团聚，所得纳米氧 化铈粉分散度高。 附图说明 图1是本发明的制备方法的流程图。 图2是实施例1制备得到的氧化铈粉末的SEM图。 图3是实施例2制备得到的氧化铈粉末的SEM图。 图4是实施例3制备得到的氧化铈粉末的SEM图。 图5是实施例4制备得到的氧化铈粉末的XRD图。 图6是实施例5制备得到的氧化铈粉末的SEM图。 图7是实施例6制备得到的氧化铈粉末的SEM图