本技术涉及一种纳米氧化铈的制备方法，包括如下步骤:将亲水胶体与水混合均匀，获得溶液A；将可溶性铈盐、调节剂、水混合均匀，获得溶液B；其中，所述调节剂为水溶性氯盐；将溶液A和溶液B混合均匀，获得溶液C；向所述溶液C中滴加沉淀剂溶液，反应后，固液分离，获得沉淀物；对所述沉淀物依次进行干燥、粉碎、煅烧后，获得纳米氧化铈。本发明的制备方法未使用酸、碱、有机物等物质作为反应原料，操作简单、成本低、无污染、对环境友好，易大批量制备，制备的为纳米级氧化铈，分散性强，应用领域广，具有良好的工业化应用前景。
背景技术
化学机械抛光是高精密光学器件和集成电路制造的关键技术之一，化学机械抛光的核心是具有可控物理特性和化学组分的抛光磨料。稀土抛光粉具有抛光速度快、精度高等特点，自发明应用以来，生产工艺随着稀土分离技术的进步而改变。二氧化铈由于具备有优异的氧化还原能力，被广泛的应用于各种功能材料，在催化行业、抛光领域、能源转换等领域得到了广泛的应用，特别是铈基类研磨材料作为玻璃材料的研磨用材料而被广泛的开发应用。近年来，随着信息产业和行业制造技术的快速发展，液晶显示、平面显示、光学元件以及电气电子设备对抛光研磨的要求越来越高、越来越多，需要有更快的研磨速度和更好的表面精度，同时对研磨材料需要有更佳的循环使用性能。
近年来，科研人员尝试开发了多种方法合成多尺度、大比表面积的亚微米以及纳米级氧化铈，主要包括：固相法、液相法和气相法。固相法是在高温的条件下通过固-固反应制备样品，固相法容易混入杂质，造成纯度不够，并且粒度分布范围难以控制；液相法主要包括沉淀法、溶胶-凝胶法和微乳液法，液相法容易发生团聚、造成污染；气相法是指两种或两种以上的单质或者化合物在气相中发生化学反应生成化合物的方法，气相法反应条件相当严苛，反应难以控制。
申请号为201210435552.6的中国发明专利申请提出了一种高比表面二氧化铈材料的制备方法，取铈盐和柠檬酸溶解于溶剂中，得到铈的柠檬酸前驱体；取CTAB溶解于溶剂中，配成CTAB溶液；将CTAB溶液缓慢的加入到铈的柠檬酸前驱体中，再65-70℃下搅拌至混合液成为凝胶，然后烘干，再以无水乙醇和去离子水洗涤，经烘干后进行焙烧，得到高比表面积的铈基催化剂材料。该方法加入酸与分散剂水热反应生成凝胶，并要使用氨水调节pH值，反应操作比较复杂、使用氨水刺激性气味比较大。
申请号为201310671603.X的中国发明专利申请提出了一种溶胶凝胶法制备介孔氧化铈粉末的方法，采用乙醇、醋酸、丁二醇和柠檬酸组成的混合液作为模板剂；为介孔氧化铈粉体的合成提供了新的合成路线，凝胶的形成条件是混合液和硝酸铈溶液在60-80℃搅拌2-4h，然后于60-70℃下保温2.5-5h，凝胶加热至400-450℃保温0.5-1h后得到介孔氧化铈粉体。该方法使用酸和醇作为模板剂混合液与硝酸铈反应制备凝胶，使用原料种类较多并且涉及酸、醇，易对人体和环境造成损害。
申请号为201810813603.1的中国发明专利申请提出了一种共聚辅助内凝胶法制备CeO2
陶瓷微球的方法，将柠檬酸铈、六次甲基四胺、尿素、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和过硫酸铵混合，以便能得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液分散到硅油当中，以便得到凝胶球，将所述凝胶球进行焙烧处理，以得到二氧化铈微球。微球为多孔，粒径为300～600微米，应用在核能领域。该方法使用多种有机物等化合物为前驱体，使用硅油作为凝胶介质，对人体和环境不友好，易产生副产物、纯度不高，制备为300-600微米的微球，应用领域有限。
申请号为201811587542.8的中国发明专利申请提出了一种纳米氧化铈颗粒的制备方法，配置硝酸铈-络合剂水溶液，并调节pH，搅拌形成溶胶，将溶胶作为水相分散在表面活性剂、助表面活性剂和环己烷的混合液中，形成稳定的反相微乳液，经过反应制得凝胶颗粒，凝胶颗粒经过降温冻结、过滤、干燥、煅烧得到30-80纳米的氧化铈颗粒。该专利使用酸碱调节pH值，并使用表面活性剂和有机物反应凝胶，还需降温冻结，操作复杂、对设备要求高、对环境不友好；制备的氧化铈颗粒尺寸不是很均匀，形貌不太规整。
申请号为202011564746.7的中国发明专利申请提出了一种氧化铈的合成方法及其使用方法，将铈源水溶液添加至可溶性碱沉淀剂水溶液中，生成原料溶液，从分搅拌进行沉淀反应，过滤原料溶液，得到凝胶态氢氧化铈，配置所述凝胶态氧化铈分散液，向所述分散液中添加双氧水等氧化剂，并置于密闭容器内加热反应，所制备的氧化铈用于化学机械抛光。该方法需要使用氮气作为保护气体，使用氢氧化钠等强碱，并且需要密闭环境进行一定时间的反应，对设备要求较高，操作会比较繁琐，对人体和环境不友好。
申请号为202210200404.X的中国发明专利申请提出了一种溶胶凝胶法制备纳米氧化铈的方法，将有机沉淀剂加入到高浓度无机铈盐中，反应生成氢氧化铈沉淀，继续加入有机沉淀剂直到氢氧化铈沉淀溶解完全，溶液澄清后，加热至50～60℃，生成湿凝胶；将湿凝胶洗涤过滤后放入120～200℃的烘箱中，烘干24～36小时，去除水分得到干凝胶；将干凝胶650～750℃煅烧4h即得50～150纳米的氧化铈。该方法使用有机沉淀剂，对环境不友好，烘干时间较长，能耗较大，制备的氧化铈颗粒粒径较大。
未经高温处理而制备的氧化铈，晶型通常不完整，颗粒成型度不高，往往出现多孔或者介孔等类网格结构，导致无法在化学机械抛光使用过程中使用；高温处理所得的氧化铈粉末颗粒和团聚现象十分严重，后续使用过程中解聚分散工艺流程复杂。目前大多数的专利技术都是采用氯化铈、硝酸铈或者是将碳酸铈用酸溶解再加以利用，需要加入分散剂、调节剂、有机试剂调节pH值进行沉淀，多数溶胶凝胶法是采用有机物、酸、分散剂反应生成溶胶凝胶，工艺流程复杂，在制备过程中会产生很多高腐蚀性、有毒有害有污染的尾气或废液，对设备及环境的危害极大，增加了设备和环保的成本。因此，开发一种更简单高效、低成本无污染的溶胶凝胶沉淀的方式合成纳米级尺寸、分布均匀而且性能优良的纳米氧化铈具有重要意义。
实现思路