硫酸高铈的制备

概述

黄色结晶性粉末。加热脱水，180～200℃成无水盐。350℃以上分解，生成硫酸氧铈。溶于冷水和热酸，在热水中分解为碱式盐。

用途^【1】

高纯品用于电子工业，还用作辐射计量仪的制造。分析化学上和工业上用作氧化剂。也用于制防水剂和防霉剂等。

制备^{【2】【3】}

生产原理：

1. 二氧化铈法：

二氧化铈溶于浓硫酸，生成硫酸铈。

2. 硝酸铈铵法

硝酸铈铵与氨水作用生成氢氧化铈，然后与硫酸反应生成硫酸高铈。

工艺流程：

操作工艺：

将200g硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶于1000mL 70～80℃热水中。溶解完全后过滤，滤液加入250mL浓氨水进行碱解，至氢氧化铈完全沉淀为止。吸滤，用热水洗至不含NO₃^-(用靛蓝检验)，得氢氧化铈。

将132mL 49％硫酸于搅拌下加入到上述制得的氢氧化铈中，并在水浴上加热，反应完全，过滤，滤液在水浴上蒸发至形成结晶膜。冷却，吸滤，结晶用冷水洗3～4次，然后放在玻璃皿中于25～30℃干燥，得到试剂纯硫酸高铈。

3. 一种电子级硫酸高铈的制备方法

3.1 将1份碳酸铈加入2～5份稀硝酸溶液中，搅拌1～2h后得到硝酸铈溶液；

3.2 向步骤1得到的硝酸铈溶液中滴加浓度为1～5mol/L的碳酸铵水溶液直到硝酸铈溶液的PH为4.0～4.5为止，然后再将硝酸铈溶液加热至90～95℃，保温90～150分钟，直到硝酸铈溶液的质量浓度为220～240g/L为止；

3.3 过滤将步骤2中得到的混合液通过1000目筛子过滤得到滤液；

3.4 将步骤3得到的滤液加入到微孔过滤器中过滤后得到滤液；

3.5 向步骤4得到的滤液中分别加入体积浓度为30％的双氧水，再向滤液中滴加氨水溶液，直到滤液的PH为6.0～7.0为止，控制反应温度在30～35℃，搅拌2～10分钟后，再升温90℃～95℃保温30min；

3.6 向盛装步骤5的混合液的容器中加人适量纯水洗涤1～5次、并将所有冲洗液加入到板框过到沉淀物；

3.7 将氢氧化铈滤饼加入过量浓硫酸中溶解；

3.8 向溶液中加浓硫酸，浓缩反应5小时后过滤得到硫酸高铈晶体；

3.9 将硫酸高铈晶体脱水后得到电子级硫酸高铈。

此法过滤时间短，产率高；产品氧化率高；产物纯度高；产物细度高，产物非稀土金属杂质低。

4. 硝酸铈铵与氨水合成制备氢氧化铈进行代解，与稀硫酸反应合成硫酸高铈

4.1 制备氢氧化铈将硝酸铈铵溶于蒸馏水，温度75℃～85℃，在不断搅拌，滤液加入氨水进行碱解，至氢氧化铈完全溶解，抽干，用热蒸馏水80℃～90℃，洗涤5～6次洗至不含NO3，再抽干，得到氢氧化铈溶液；

4.2 合成优级纯硫酸高铈将分析纯稀硫酸125ml于搅拌下加入到上步骤1得到氢氧化铈溶液，并在水溶上加热85℃～95℃，过滤，滤液在水溶上蒸发至形成结晶膜，冷却4～6小时，结晶，结晶用蒸馏水洗5～6次，然后放在瓷皿中于25℃～30℃干燥，取出得到优级纯硫酸高铈。此制备方法得到硫酸高铈纯度高、杂质含量低、工艺步骤简单、生产效率高。

稳定性^【4】  

硫酸高铈对可见光和紫外线是敏感的；特别是在稀溶液中。因此，应当把溶液保存在涂黑的瓶中.储存的溶液的浓度应当是0.1-0.4N。在这样高的浓度时，如果溶液处于静止状态，有机杂质会发生氧化，但如试剂和水中的有机杂质的含量充分低，那么这种溶液可以贮存几个月，而不会发生显著的变质。由于这种剂量计对光礅感，因此在照射前、照射期间和照射过后，都应小心避免过度的光照。

硫酸高铈催化比色法测定水中碘化物^【5】

在酸性条件下，亚砷酸与硫酸铈发生很缓慢的氧化还原反应，当有碘离子存在时，由于碘的催化作用而使反应加快。在一定条件及时间内，碘离子含量越多，反应速度就越快，因而剩余的高铈离子就越少。再利用亚铁离子与剩余的高铈离子反应，生成的高铁离子，再用硫氰酸钾显色测定。显色越深说明剩余的高铈离子越多，即碘离子越少，据此进行碘离子的定量。反应式为：

Ag⁺、Hg²⁺可抑制碘的催化能力，CI^-有与I^-类似的催化作用，可通过加入大量CI^-抑制这些干扰，大量CI^-可降低碘的非催化型的生成。反应与温度和时间有密切的关系，因此，必须严格控制条件，按规定的温度和时间操作。反应容器必须洁净。本法适于测饮用水、地下水和清洁地面水中的碘化物，最低检出浓度为lug/L(取水样10ml。

参考文献

[1] 吴世敏，印德麟主编，简明精细化工大辞典，辽宁科学技术出版社，1999年06月第1版，第787页

[2] 韩长日，宋小平主编，电子与信息化学助剂生产与应用技术，中国石化出版社，2009.06，第515页

[3] 杨青，一种电子级硫酸高铈的制备方法，中国专利，2015.07

[4] （美）F.H.阿蒂克斯等，辐射剂量学  第二卷  仪器，原子能出版社，1981年07月第1版，第220页

[5] 张廷惠，曾成大主编，全国中等卫生学校教材  供卫生检验士专业用  环境卫生检验技术  第2版，四川科学技术出版社，1994.06，第100页