納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]納米二氧化鈰具有優(yōu)良的聲、光、磁、熱、催化等物理化學(xué)特性，廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)體、涂料、照明、氣體傳感器、特種陶瓷、催化劑、汽車尾氣凈化劑等領(lǐng)域，為傳統(tǒng)二氧化鈰粉體產(chǎn)品的應(yīng)用帶來(lái)劃時(shí)代的意義。但現(xiàn)有的納米二氧化鈰粉體前驅(qū)體制備，主要通過(guò)氯酸鹽在堿性條件下生成的沉淀熱分解方法制備，在納米二氧化鈰粉體前驅(qū)體制備過(guò)程中，存在二氧化鈰沉淀前驅(qū)體顆粒尺寸大、粒度均勻性較差和操作技術(shù)復(fù)雜等問(wèn)題，直接影響制備出的納米二氧化鈰粉體顆粒尺寸及分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置。
[0004]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]1、用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，其組成部分主要包括:封閉式兩室電解槽、超聲裝置、電解電源、惰性陽(yáng)極、惰性陰極、攪拌裝置、兩室的排氣管。所述的兩室電解槽是由陰離子交換膜有效分割開的封閉式兩室電解槽，所述的陰極室安裝在超聲裝置槽內(nèi)進(jìn)行電解操作，所述的陰極室內(nèi)惰性陰極安裝在攪拌器上，所述惰性陽(yáng)極安裝在陽(yáng)極室內(nèi)，所述的電解電源連接兩極，所述的兩室的排氣管安裝在兩室的頂端。
[0006]2、所述的陰離子交換膜有效地將電解槽分割為陽(yáng)極室和陰極室的兩室電解裝置，具有一定濃度的氯化鈰溶液加入陰極室和具有一定濃度的氯化鈉溶液加入陽(yáng)極室，在電解過(guò)程中，只允許陰離子由陰極室向陽(yáng)極室進(jìn)行定向運(yùn)動(dòng)，陰極室得到二氧化鈰前驅(qū)體沉淀，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、蒸餾水洗滌、乙醇洗滌、105°C溫度干燥后，在6000C溫度下熱解，可以得到納米二氧化鈰粉體。
[0007]3、所述的惰性陰極安裝在攪拌裝置的攪拌槳端部，可隨攪拌器進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，電極為具有網(wǎng)狀(多孔)結(jié)構(gòu)，在電解過(guò)程中惰性電極起到載體作用，其自身不損耗。
[0008]4、所述的陰極室安裝在超聲裝置槽內(nèi)，超聲作用方向平行于陰離子交換膜安裝方向，超聲裝置與電解槽之間傳遞介質(zhì)為去離子水。
[0009]5、所述的惰性陽(yáng)極安裝在陽(yáng)極室，在電解過(guò)程中惰性電極起到載體作用，其自身不損耗。
[0010]6、所述的電解電源正極連接到陽(yáng)極，其負(fù)極連接到陰極，提供穩(wěn)定電流和控制電流的變化。
[0011]7、所述的排氣管分別安裝在封閉的陽(yáng)極室和陰極室上部，收集電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體。
[0012]有益效果
[0013]1、本實(shí)用新型采用以陰離子交換膜為隔膜的封閉式兩室電解裝置，能夠保證陰極室電解沉淀過(guò)程的沉淀環(huán)境穩(wěn)定，有利于在陰極表面形成有利于二氧化鈰前驅(qū)體形成的過(guò)飽和度，進(jìn)而形成二氧化鈰前驅(qū)體沉淀。
[0014]2、本實(shí)用新型采用裝在陰極室攪拌裝置上具有網(wǎng)狀(多孔)陽(yáng)極，可隨攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)，避免二氧化鈰前驅(qū)體在陰極表面沉淀，將二氧化鈰前驅(qū)體沉淀及時(shí)移出沉淀區(qū)域，避免在該區(qū)域沉淀顆粒間團(tuán)聚；網(wǎng)狀(多孔)結(jié)構(gòu)可增加陰極表面積，有助于二氧化鈰前驅(qū)體沉淀產(chǎn)量，同時(shí)減少轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，增加流體的湍動(dòng)狀態(tài)，也可避免二氧化鈰前驅(qū)體沉淀在陰極表面。
[0015]3、本實(shí)用新型采用陰極室安裝在超聲裝置槽內(nèi)，在超聲波強(qiáng)烈作用下，避免二氧化鈰前驅(qū)體在陰極表面進(jìn)行不斷沉積，增加沉淀顆粒的團(tuán)聚，減小電解過(guò)程的電流阻力，同時(shí)有利于二氧化鈰前驅(qū)體沉淀在溶液中高度分散。
[0016]4、本實(shí)用新型采用陰極表面電解電流密度可控，做到反應(yīng)程度可控，操作方便，網(wǎng)狀(多孔)陰極可增加反應(yīng)接觸面積，有利于在陰極表面二氧化鈰前驅(qū)體過(guò)飽和度的形成，在亞穩(wěn)定狀態(tài)下有利于超細(xì)二氧化鈰前驅(qū)體粉體形成；電解陰極室溶液的氫離子可生成氫氣，在二氧化鈰前驅(qū)體沉淀間起到空間阻隔作用，避免顆粒間團(tuán)聚形成微米級(jí)顆粒沉淀物，從而形成顆粒尺寸大，顆粒尺寸分布不均的二氧化鈰前驅(qū)體沉淀。
【附圖說(shuō)明】
[0017]附圖1是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
[0019]用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，其組成部分主要包括:封閉式兩室電解槽1、陽(yáng)極室排氣管2、陽(yáng)極室3、惰性陽(yáng)極4、陰離子交換膜5、惰性陰極6、攪拌裝置7、超聲裝置8、陰極室9、陰極室排氣管10和電解電源11。所述的封閉式兩室電解槽I是由陰離子交換膜5有效分割開的封閉式兩室電解槽，所述的陰極室9安裝在超聲裝置8的槽內(nèi)進(jìn)行電解操作，所述的陰極室9的惰性陰極6安裝在攪拌裝置7上，所述惰性陽(yáng)極4安裝在陽(yáng)極室3內(nèi)，所述的電解電源11的正極和負(fù)極分別連接電解槽的陽(yáng)極和陰極兩極，所述的兩室的排氣管2和10安裝在陽(yáng)極室3和陰極室9頂端。
[0020]實(shí)施例2
[0021]實(shí)施例1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，所述的陰離子交換膜5有效地將封閉式兩室電解槽I分割為陽(yáng)極室3和陰極室9的兩室電解裝置，在電解過(guò)程中，只允許陰離子由陰極室9向陽(yáng)極室3進(jìn)行定向運(yùn)動(dòng)，在陰極室9得到二氧化鈰前驅(qū)體沉淀。
[0022]實(shí)施例3
[0023]實(shí)施例1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，所述的惰性陰極6安裝在攪拌裝置7的攪拌槳端部，可隨攪拌槳進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，陰極6為具有網(wǎng)狀(多孔)結(jié)構(gòu)，在電解過(guò)程中惰性電極起到載體作用，其自身不損耗。
[0024]實(shí)施例4
[0025]實(shí)施例1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，所述的陰極室9安裝在超聲裝置8槽內(nèi)，超聲作用方向平行于陰離子交換膜5安裝方向，超聲裝置8與電解槽I之間傳遞介質(zhì)為去離子水。
[0026]實(shí)施例5
[0027]實(shí)施例1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，所述的惰性陽(yáng)極4安裝在陽(yáng)極室3，在電解過(guò)程中惰性電極起到載體作用，其自身不損耗。
[0028]實(shí)施例6
[0029]實(shí)施例1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，所述的電解電源11為直流電源，電解電源11的負(fù)極連接到陰極6，其正極連接到陽(yáng)極4，提供穩(wěn)定電流和控制電流的變化。
[0030]實(shí)施例7
[0031]實(shí)施例1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，所述的兩室的排氣管2和10分別安裝在封閉的陽(yáng)極室3和陰極室9上部，收集電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，其組成部分主要包括:封閉式兩室電解槽、超聲裝置、電解電源、惰性陽(yáng)極、惰性陰極、攪拌裝置和兩室的排氣管，其制備裝置特征如下:所述的兩室電解槽是由離子交換膜有效分割開的封閉式兩室電解槽，所述的陰極室安裝在超聲裝置槽內(nèi)進(jìn)行電解操作，所述的陰極室內(nèi)惰性陰極安裝在攪拌裝置上，所述惰性陽(yáng)極安裝在陽(yáng)極室內(nèi)，所述的電解電源連接兩極，所述的兩室的排氣管分別安裝在兩室的頂端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，其特征在于:采用陰離子交換膜有效地將電解槽分割為陽(yáng)極室和陰極室的兩室電解槽，具有一定濃度的氯化鈰溶液加入陰極室和具有一定濃度的氯化鈉溶液加入陽(yáng)極室，在電解過(guò)程中，只允許陰離子由陰極室向陽(yáng)極室進(jìn)行定向運(yùn)動(dòng)，陰極室得到二氧化鈰前驅(qū)體沉淀，通過(guò)過(guò)濾、蒸餾水洗滌、乙醇洗滌、干燥、熱解，可得到納米二氧化鈰粉體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，其特征在于:惰性陰極為具有網(wǎng)狀(多孔)片狀結(jié)構(gòu)陰極，惰性陰極安裝在攪拌裝置的攪拌槳側(cè)端部，在電解過(guò)程中隨攪拌槳旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，其特征在于:陰極室安裝在超聲裝置槽內(nèi)，超聲作用方向平行于陰離子交換膜安裝方向，超聲裝置與電解槽之間傳遞介質(zhì)為去離子水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，其特征在于:惰性陽(yáng)極安裝在陽(yáng)極室，在電解過(guò)程中惰性電極起到載體作用，其自身不損耗。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，其特征在于:電解電源為直流電源，電解電源正極連接到陽(yáng)極，其負(fù)極連接到陰極，提供穩(wěn)定電流和控制電流的變化。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，其特征在于:在封閉的陽(yáng)極室和陰極室上部分別安裝排氣管，收集電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體。
【專利摘要】用于納米二氧化鈰粉體制備的新型裝置，它涉及以陰離子交換膜為隔膜的封閉式兩室電解槽電解裝置，陰極室電解制備納米二氧化鈰粉體前驅(qū)體沉淀，通過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥和熱解，可以制備出納米二氧化鈰粉體。本裝置組成部分主要包括：封閉式兩室電解槽1、陽(yáng)極室排氣管2、陽(yáng)極室3、惰性陽(yáng)極4、離子交換膜5、惰性陰極6、攪拌裝置7、超聲裝置8、陰極室9、陰極室排氣管10和電解電源11。本實(shí)用新型裝置可解決用于制備納米二氧化鈰粉體的前驅(qū)體生產(chǎn)問(wèn)題，利用本實(shí)用新型裝置制備的二氧化鈰前驅(qū)體可解決制備納米二氧化鈰粉體的顆粒尺寸較大、顆粒間易團(tuán)聚、顆粒尺寸不均勻性和操作復(fù)雜等問(wèn)題。
【IPC分類】B82Y40/00, C25B1/00, C25B9/10, C25B11/03
【公開號(hào)】CN204714911
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520435311
【發(fā)明人】景介輝, 徐秀梅, 宋志偉, 吳大青, 鐘乃良, 宋春來(lái)
【申請(qǐng)人】黑龍江科技大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月17日