一種氯金酸的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氯金酸的制備方法。該制備方法為，將金粉和由鹽酸和雙氧水組成的反應(yīng)物混合溶液反應(yīng)，再?gòu)乃龇磻?yīng)得到的生產(chǎn)物混合液中分離出氯金酸。本發(fā)明的制備方法中，將金粉和由鹽酸和雙氧水組成的反應(yīng)物混合溶液反應(yīng)，雙氧水在酸性條件下氧化金粉，生成水和氯金酸，避免了其它雜質(zhì)對(duì)氯金酸純度的影響，保證了產(chǎn)品純度。另外，反應(yīng)副產(chǎn)物水也避免了對(duì)環(huán)境的污染，更為環(huán)保。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種氯金酸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及氯金酸的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氯金酸的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氯金酸，其分子式為HAuC14，CAS號(hào):16903-35-8。它是橘黃色的結(jié)晶，極易潮解，易溶于水。受熱分解為金。氯金酸水溶液中含有正方平面的[AuC14]_離子，由此可以制得許多含有平面正方形離子[々1^4]-的鹽0=?、(:1、8匕1、^3^^)3)可用于半導(dǎo)體及集成電路引線框架局部鍍金，印刷電路板、電子接插件及其他電接觸元件的鍍金。也可制作紅色玻璃。用作分析試劑，專(zhuān)用于銣、銫的微量分析和測(cè)量生物堿組成等。還用于照相材料。氯金酸鹽，特別是氯金酸鈉NaAuC14 (由AuCl3與NaCl反應(yīng)制得)，可取代有毒的汞(II)鹽作為炔烴反應(yīng)的催化劑。同時(shí)，氯金酸作為制備納米級(jí)金方面有著重要應(yīng)用，一般通過(guò)還原劑直接還原氯金酸制的具有熒光效應(yīng)的納米金，在分析化學(xué)中有著重要應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，氯金酸的制備多采用王水法。王水發(fā)的制備過(guò)程為，將金單質(zhì)與王水反應(yīng)經(jīng)過(guò)濾、濃縮后，加濃鹽酸除氮化物，再經(jīng)濃縮氯金酸試劑結(jié)晶、磨碎而得產(chǎn)品，從乙醇溶液中可結(jié)晶出無(wú)水氯金酸(HAuCl4)。反應(yīng)方程式:Au+HN03+4HCl=HAuCl4+N0+2H20。王水法存在一些不足，如制備過(guò)程產(chǎn)生大量紅色氮氧化物有毒氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境。另一方面，所產(chǎn)生的氮氧化物氣體和未反應(yīng)的硝酸難以避免地溶解于反應(yīng)體系中，影響了最終產(chǎn)物的純度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種氯金酸的制備方法，經(jīng)該制備方法得到的提純產(chǎn)品的純度較高，且更為環(huán)保。
[0005]—種氯金酸的制備方法，將金粉和由鹽酸和雙氧水組成的反應(yīng)物混合溶液反應(yīng)，再?gòu)乃龇磻?yīng)得到的生產(chǎn)物混合液中分離出氯金酸。
[0006]上述制備方法中，其反應(yīng)的方程為為，2Au+3H202+8HCl=2HAuCl4 +6H2O。于該反應(yīng)中，Au被氧化成Au3+的氧化電極電勢(shì)為1.52V，雙氧水被還原成水的氧化電極電勢(shì)為1.763V。雖然二者的氧化電位差距不大，但由于Au3+的5d、6s、6p空軌道，在氯負(fù)離子作用下發(fā)生dsp2雜化，并與氯負(fù)離子絡(luò)合成[AuC14] —，可降低金被氧化的電極電勢(shì)，故而Au先于氯負(fù)離子被氧化。
[0007]本發(fā)明采用雙氧水作為氧化劑，其被還原產(chǎn)物為水，避免了產(chǎn)物中存在氯金酸之外的雜質(zhì)而影響氯金酸的純度。
[0008]上述反應(yīng)的溫度較好地為80?100°C，例如80 °C、82 °C、85 °C、90 °C、95 °C、98 °C、99°C或100°C等。若溫度過(guò)低，則反應(yīng)的活化能過(guò)低，降低反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率;若反應(yīng)的溫度過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物氯金酸受熱分解。
[0009]于此溫度下，反應(yīng)時(shí)間為5?25min，例如5min、7min、lOmin、15min、20min、22min、24min或25min等。
[0010]為獲得較高的轉(zhuǎn)化率，鹽酸的用量以6?10為宜，例如6、6.2、6.5、6.8、7、8、9、9.5、9.8或10等，以金粉的物質(zhì)量為1計(jì)。雙氧水的用量可以為2.25?7.5，例如2.25、2.5、3、4、5、
6、6.5、7、7.2、7.3、7.5等，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì)。
[0011]至于鹽酸的濃度不作特別嚴(yán)苛的限定，但較好地鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30?37wt%，比如 30wt%、3 lwt%、32wt%、33wt%、33.5wt%、35wt%、36wt%、36.5wt% 或 37wt% 等。至于雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其以 15?35wt%為宜，例如 15wt%、16wt%、18wt%、20wt%、25wt%、30wt%、32wt%、34wt%或35wt%等。
[0012]從所述反應(yīng)得到的生成物混合液中分離出氯金酸具體為，先蒸發(fā)所述生成物混合液以濃縮，再冷卻結(jié)晶。這里，蒸發(fā)的溫度相同于反應(yīng)的溫度。蒸發(fā)的目的是使得生成物混合液得意濃縮，蒸發(fā)的終點(diǎn)是以溶液出現(xiàn)紅黑色粘稠狀。冷卻結(jié)晶的溫度可在室溫左右。
[0013]當(dāng)然，為了進(jìn)一步提高氯金酸產(chǎn)品的純度，可再采用重結(jié)晶等。于此不再詳述。
[0014]如本文所用，上述術(shù)語(yǔ):
“一個(gè)”、“一種”和“所述”可交換使用并指一個(gè)或多個(gè)。
[0015]“和/或”用于表示所說(shuō)明的情況的一者或兩者均可能發(fā)生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
[0016]另外，本文中由端點(diǎn)表述的范圍包括該范圍內(nèi)所包含的所有數(shù)值(例如，I至1包括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等)。
[0017]另外，本文中“至少一個(gè)”的表述包括一個(gè)及以上的所有數(shù)目(例如，至少2個(gè)、至少4個(gè)、至少6個(gè)、至少8個(gè)、至少10個(gè)、至少25個(gè)、至少50個(gè)、至少100個(gè)等)。
[0018]本發(fā)明的制備方法中，將金粉和由鹽酸和雙氧水組成的反應(yīng)物混合溶液反應(yīng)，雙氧水在酸性條件下氧化金粉，生成水和氯金酸，避免了其它雜質(zhì)對(duì)氯金酸純度的影響，保證了產(chǎn)品純度。另外，反應(yīng)副產(chǎn)物水也避免了對(duì)環(huán)境的污染，更為環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0020]實(shí)施例1
將金粉放置在多口燒杯中，以甲基硅油油浴中加熱至80°C，加入五分之一的鹽酸，啟動(dòng)攪拌。用分液漏斗同時(shí)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15wt%雙氧水(用量為2.25，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì))和剩余的鹽酸，鹽酸的用量為6物質(zhì)量，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37wt°/c^鹽酸。反應(yīng)25min結(jié)束反應(yīng)。
[0021]反應(yīng)至金粉完全溶解后開(kāi)始蒸發(fā)溶液至紅黑色粘稠椒此時(shí)溶液體積約為原體積的場(chǎng))時(shí)停止蒸發(fā)，用冷水冷卻并攪拌，立即析出橘黃色氯金酸晶體，所得樣品用濃硫酸干澡后，貯存于盛有硅膠的干燥器內(nèi)。本例收集到氯金酸的收率為9 8.1 %，經(jīng)測(cè)試純度為97.80%ο
[0022]
實(shí)施例2
將金粉放置在多口燒杯中，以甲基硅油油浴中加熱至100 °C，加入五分之一的鹽酸，啟動(dòng)攪拌。用分液漏斗同時(shí)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35wt%雙氧水(用量為2.25，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì))和剩余的鹽酸，鹽酸的用量為10物質(zhì)量，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30wt°/49鹽酸。反應(yīng)5min結(jié)束反應(yīng)。
[0023]反應(yīng)至金粉完全溶解后開(kāi)始蒸發(fā)溶液至紅黑色粘稠椒此時(shí)溶液體積約為原體積的場(chǎng))時(shí)停止蒸發(fā)，用冷水冷卻并攪拌，立即析出橘黃色氯金酸晶體，所得樣品用濃硫酸干澡后，貯存于盛有硅膠的干燥器內(nèi)。本例收集到氯金酸的收率為9 8.7 %，經(jīng)測(cè)試純度為98.15%ο
[0024]
實(shí)施例3
將金粉放置在多口燒杯中，以甲基硅油油浴中加熱至100 °C，加入五分之一的鹽酸，啟動(dòng)攪拌。用分液漏斗同時(shí)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35wt%雙氧水(用量為7.5，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì))和剩余的鹽酸，鹽酸的用量為1物質(zhì)量，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37wt%的鹽酸。反應(yīng)5min結(jié)束反應(yīng)。
[0025]反應(yīng)至金粉完全溶解后開(kāi)始蒸發(fā)溶液至紅黑色粘稠椒此時(shí)溶液體積約為原體積的場(chǎng))時(shí)停止蒸發(fā)，用冷水冷卻并攪拌，立即析出橘黃色氯金酸晶體，所得樣品用濃硫酸干澡后，貯存于盛有硅膠的干燥器內(nèi)。本例收集到氯金酸的收率為9 9.6 %，經(jīng)測(cè)試純度為98.26%。。
[0026]
實(shí)施例4
將金粉放置在多口燒杯中，以甲基硅油油浴中加熱至90°C，加入五分之一的鹽酸，啟動(dòng)攪拌。用分液漏斗同時(shí)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35wt%雙氧水(用量為2.25，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì))和剩余的鹽酸，鹽酸的用量為6物質(zhì)量，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37wt°/c^鹽酸。反應(yīng)20min結(jié)束反應(yīng)。
[0027]反應(yīng)至金粉完全溶解后開(kāi)始蒸發(fā)溶液至紅黑色粘稠椒此時(shí)溶液體積約為原體積的場(chǎng))時(shí)停止蒸發(fā)，用冷水冷卻并攪拌，立即析出橘黃色氯金酸晶體，所得樣品用濃硫酸干澡后，貯存于盛有硅膠的干燥器內(nèi)。本例收集到氯金酸的收率為9 5.1 %，經(jīng)測(cè)試純度為98.32%。。
[0028]
實(shí)施例5
將金粉放置在多口燒杯中，以甲基硅油油浴中加熱至90°C，加入五分之一的鹽酸，啟動(dòng)攪拌。用分液漏斗同時(shí)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30wt%雙氧水(用量為5，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì))和剩余的鹽酸，鹽酸的用量為8物質(zhì)量，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33wt%的鹽酸。反應(yīng)20min結(jié)束反應(yīng)。
[0029]反應(yīng)至金粉完全溶解后開(kāi)始蒸發(fā)溶液至紅黑色粘稠椒此時(shí)溶液體積約為原體積的場(chǎng))時(shí)停止蒸發(fā)，用冷水冷卻并攪拌，立即析出橘黃色氯金酸晶體，所得樣品用濃硫酸干澡后，貯存于盛有硅膠的干燥器內(nèi)。本例收集到氯金酸的收率為9 9.5 %，經(jīng)測(cè)試純度為98.50%ο
[0030]由于本發(fā)明中所涉及的各工藝參數(shù)的數(shù)值范圍在上述實(shí)施例中不可能全部體現(xiàn)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全可以想象到只要落入上述該數(shù)值范圍內(nèi)的任何數(shù)值均可實(shí)施本發(fā)明，當(dāng)然也包括若干項(xiàng)數(shù)值范圍內(nèi)具體值的任意組合。此處，出于篇幅的考慮，省略了給出某一項(xiàng)或多項(xiàng)數(shù)值范圍內(nèi)具體值的實(shí)施例，此不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案的公開(kāi)不充分。
[0031]
【申請(qǐng)人】聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴(lài)上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氯金酸的制備方法，其特征在于，將金粉和由鹽酸和雙氧水組成的反應(yīng)物混合溶液反應(yīng)，再?gòu)乃龇磻?yīng)得到的生產(chǎn)物混合液中分離出氯金酸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)的溫度為80?100°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，反應(yīng)時(shí)間為5?25min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鹽酸的用量為6?10，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述雙氧水的用量為2.25?7.5，以金粉的物質(zhì)量為I計(jì)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30?37wt%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15?35wt%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，從所述反應(yīng)得到的生成物混合液中分離出氯金酸具體為，先蒸發(fā)所述生成物混合液以濃縮，再冷卻結(jié)晶。
【文檔編號(hào)】C01G7/00GK106044841SQ201610679335
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月17日
【發(fā)明人】王永旗, 王偉, 呂明, 王錚, 蕭瑞雪
【申請(qǐng)人】太倉(cāng)滬試試劑有限公司