硝酸镨

【背景及概况】^[1][2][3]

稀土元素是我国的丰产元素，储量占世界总量的，稀土的矿种、元素都占尽优势，稀土的应用日益扩展，仅在农业方面，我国施用稀土的农作物、牧草、林苗已扩展到近种，累计施用面积超过护，进入农田生态系统的稀土肥料约按硝酸稀土计。虽然增产粮棉瓜果等上千万吨，但随着稀土在生物领域应用的不断推广，特别稀土化肥与饲料添加剂的施用，施用量大、涉及面广，加上稀土工业的“三废”与我国稀土资源的开发对周围环境的污染，使许多原来在地壳中处于稳定态的稀土变成易被生物利用的可溶态稀土，不可避免地进入环境，并通过各种各样的途径进入人体。目前就稀土生理、毒理等问题人们已开展了大量有意义的工作。

硝酸镨是一种无机化合物，化学式为Pr(NO₃)_3。H₂O，英文名称为Praseodymium(III) nitrate tetrahydrate，中文别名为硝酸镨(III)六水合物，CAS号为15878-77-0，为三斜晶体，用于轻工。如果吸入，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。对保护施救者的忠告如下：将患者转移到安全的场所，咨询医生，如果条件允许请出示此化学品安全技术说明书给到现场的医生看。若泄露，小量泄漏尽可能将泄漏液体收集在可密闭的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并转移至安全场所，禁止冲入下水道；若大量泄漏，构筑围堤或挖坑收容，封闭排水管道，用泡沫覆盖，抑制蒸发，用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

【热分解机理】^[2]

1）1956年认为其热分解机理为：

2）1966年，根据TG-DTA图谱研究认为其分机机理为：

3）三种硝酸镨水合物最新热分解机理如下：

【应用】^[3][4]

硝酸镨可用于制备其他无机金属材料，举例如下：

1. 一种分散性好，中心粒径D50大于35μm，比表面积大于45M2/g的制备大颗粒、大比表面积氟化镨钕的方法。技术解决方案：本发明在反应器中加入浓度为0.20～1mol/L的氯化镨钕或硝酸镨钕溶液，氯化镨钕或硝酸镨钕溶液加热到85～95℃，加入浓度为1.2～3mol/L碳酸氢铵溶液至沉淀完全，氯化镨钕或硝酸镨钕与碳酸氢铵摩尔比为1∶3.2，保温陈化1～4小时，洗涤、过滤，得到碱式碳酸镨钕；在氟化转型罐中将碱式碳酸镨钕用水调制成浆料，碱式碳酸镨钕与水的重量比为1∶2，在搅拌状态下向浆料中加入重量比为40％的氢氟酸氟化，氯化镨钕或硝酸镨钕与氢氟酸摩尔比为1∶3.4，氟化温度在20～60℃范围内，控制终点酸度pH值为1.5～2.0，再继续搅拌1～4小时，将氟化镨钕沉淀洗涤、过滤、离心甩干，烘干，得到粒度分布均匀D50大于35μm，比表面积大于45M2/g。

本发明采制备过程中沉淀温度、氟化温度是关键，沉淀温度低于85℃得到沉淀而不是碱式碳酸镨钕；氟化温度高于60℃时，氢氟酸挥发较严重，对环境造成污染。该产品易洗涤、烘干，粒度分布均匀，结晶度高，满足了新材料领域对大颗粒大比表面积氟化镨钕的需求，对新材料领域的发展具有重要意义。本发明制备工艺容易控制，利用工厂传统稀土沉淀和氟化工序，生产出大颗粒、大比表面积的氟化镨钕产品，且颗粒分布均匀。

2. 一种铈镨复合氧化物纳米颗粒和纳米棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）硝酸铈和硝酸镨溶解在去无水乙醇或蒸馏水中，混合均匀；

2）将氢氧化钠溶解在去无水乙醇或蒸馏水中；

3） 将硝酸铈和硝酸镨的混合溶液快速倒入到氢氧化钠的乙醇或蒸馏水溶液中，并充分搅拌5-10分钟；

4）将搅拌好的混合物转入水热反应釜中并密闭好；

5）将水热反应釜放置在100℃的烘箱中反应24小时；

6）反应结束后将得到的悬浊液经洗涤干燥，未经焙烧或焙烧后最终得到氧化铈镨纳米颗粒或纳米棒。

一种铈镨复合氧化物纳米颗粒和纳米棒，其特征在于，根据上述任一权利要求所述方法制备得到， 得到的纳米颗粒尺寸为5-10nm，纳米棒的直径为10-15nm，纳米棒的长度为20-100nm，产物的产率为90%。上述方法合成的铈镨复合氧化物纳米棒宽度为10-15nm，长度为20-100nm，产率约90%。本发明制备过程简单，经济和环保。该材料结构在高温条件下稳定，可用于汽车尾气催化剂或催化剂载体，在催化剂或吸附材料领域具有潜在的应用价值。

【参考文献】

[1] http://baike.molbase.cn/cidian/207262

[2] 硝酸镨水合物热分解机理的研究

[3] 张瑞祥;郝先库;王士智;李慧琴;刘海旺;胡珊珊;张敏;许宗泽.一种制备大颗粒、大比表面积氟化镨钕的方法. CN201010238936.X，申请日2010-07-20

[4] 王发根;何丹农.一种铈镨复合氧化物纳米颗粒和纳米棒的制备方法. CN201310437577.4 申请日2013-09-24