多外场协同控制液相合成稀土氧化物的形貌与纯度及其机理研究

As the social develop and technology progress, the demand is growing that people advanced rare earth functional materials. Rare earth oxides as a raw material of functional materials, its morphology and purity requirements is aslo increasingly. the traditional "soft chemistry" method by add modifiers and single outfield control technology is difficult to obtain ultra-high purity and special morphology rare earth oxides, therefore, directly to separation of ionic type rare-earth ore extraction of rare earth chloride solution as raw material ,this issue explore solution phase synthesis compound precursor by microwave / wave and ultrasonic /dyna wave, and compound rare earth oxides that are ultra-high purity、decentralized and ultrafine by microwave radiation heating. Reveal the effect law of liquid phase synthesis precursor morphology and purity, analyze “induced” nucleation mechanism by microwave and ultrasonic、light wave and ultrasound、microwave and dyna wave. and further research the law in the microwave field thermal decomposition products precursor morphology "genetic" and"variations".Provide the systematic theory and experimental basis for the popularization and application of new technologies of outfield integration ,which is about the controllable preparation ultra high purity, special morphology of non-ferrous metal compound powder and strengthening dissolution of complex mineral, undissolved solid waste materials.

随着社会的发展及科技的进步，人们对先进的稀土功能材料需求量越来越大，对提供其作原料的的稀土氧化物粉体的形貌及纯度的要求也越来越高，传统的添加修饰剂的“软化学”方法及单一外场控制技术难以获得超高纯特种形貌稀土氧化物。为此，本课题探索直接以离子型稀土矿萃取分离的稀土氯化溶液为原料，应用微波/光波与超声波/动力波多外场协同液相合成前驱体——微波辐射加热热分解技术制备超高纯、均分散、超细（尤其是纳米）稀土氧化物粉体材料的新途径，揭示微波与超声波、光波与超声波、微波与动力波等多外场协同作用对液相合成前驱体形貌及纯度的影响规律及其“诱导”成核机理，并进一步研究在微波场中热分解产物对其前驱体形貌的“遗传”与“变异”规律，为外场集成新技术在超高纯、特种形貌有色金属化合物粉体的可控制备与复杂矿物、难溶固废物料的强化溶出过程中的推广应用提供系统的理论和实验依据。

随着社会的发展及科技的进步，人们对先进的稀土功能材料需求量越来越大，对提供其作原料的稀土氧化物粉体形貌及纯度的要求也越来越高，传统的添加修饰剂的“软化学”方法及单一外场控制技术难以获得高纯特种形貌稀土氧化物。为此，本课题探索了直接以离子型稀土矿萃取分离的稀土氯化溶液为原料，应用微波/光波与超声波/动力波多外场协同辅助液相合成高纯纳米稀土氧化物粉体材料的新途径。研究结果表明微波与超声波双外场协同辅助液相结晶的效应远大于微波与动力波的协同作用，而光波与动力波的协同效应并不显著，其机理是微波的“内加热”与超声波的“空化”的协同作用更强。在实验优化条件下，无需添加任何“修饰剂”，采用微波与超声波双外场协同均相沉淀法制备出纯度>99.999%、D50<50nm的球状氧化钇，TEM分析显示，其前驱体D50小至30nm时，不但样品仍然呈现均匀、分散的球状，而且清晰地观察到30nm的纳米球体是由D50约5nm更小的二级纳米球组装而成，本课题将其命名为“双级纳米球”。本课题还进一步研究了微波与超声波双外场协同液相沉淀产业化装置的构造。其研究成果申请发明专利5件，发表期刊论文12篇。部分研究成果已在企业中得到应用，获得江西省科技进步2等奖及中国有色金属工业科技2等奖各1项、江西省优秀新产品2等奖1项。培养博士1名、硕士10名。