專(zhuān)利名稱(chēng)：基于亞磷酸二氫鹽和金屬鹽的機(jī)械混合物制備金屬磷化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)納米材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及無(wú)機(jī)納米材料的制備方法，具體的說(shuō)是磷化物的合成方法?？蓱?yīng)用于電池材料、超導(dǎo)材料和催化材料等方面。
背景技術(shù)：
金屬磷化物是一大類(lèi)同時(shí)具有金屬及半導(dǎo)體特性的化合物，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)以及其在光電、力學(xué)、電學(xué)、抗腐蝕等方面都具有顯著的特征而引起人們廣泛的關(guān)注和研究。金屬磷化物的物理性質(zhì)與氮化物、硼化物、金屬碳化物和硅化合物相似，它們都是電和熱的優(yōu)良導(dǎo)體，硬度大且具有很好的熱力學(xué)與化學(xué)穩(wěn)定性等。到目前為止，已經(jīng)發(fā)展了許多合成金屬磷化物納米材料的方法，例如激光催化生長(zhǎng)法、蒸發(fā)沉淀法、碳納米管模板、高溫注射法、熱分解法、溶劑熱法等。本發(fā)明以亞磷酸二氫鹽和金屬鹽的機(jī)械混合物為前體，在低溫下通過(guò)簡(jiǎn)單地短時(shí)間熱處理前體制備負(fù)載和非負(fù)載磷化物納米材料的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的意義在于提供一種負(fù)載和非負(fù)載磷化物的合成方法，這種方法具有合成的磷化物尺寸可控，制備條件溫和，操作簡(jiǎn)單、安全，反應(yīng)時(shí)間短暫，工藝重復(fù)性好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的特點(diǎn)在于通過(guò)改變金屬鹽的種類(lèi)，可以實(shí)現(xiàn)制備不同種類(lèi)的磷化物。非負(fù)載磷化物合成步驟如下將一定量的亞磷酸二氫鹽和金屬鹽用鑰匙混合均勻，然后將上述混合物裝入小瓷舟內(nèi)，放入管式爐中，通入惰性氣體或氫氣作為保護(hù)氣體，然后直接升溫到150-500°C后， 熱處理10-180分鐘。反應(yīng)完畢后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將爐子溫度降至室溫，產(chǎn)物水洗至中性，在 60°C真空干燥3小時(shí)得到相應(yīng)的磷化物。上述亞磷酸二氫鹽可為周期表中IA和IIA中的亞磷酸二氫鹽或亞磷酸二氫鹽的混合物。負(fù)載型磷化物合成步驟如下將一定量的載體在一定量的金屬鹽水溶液中攪拌浸漬3小時(shí)，然后將載體抽濾、 洗滌，得到的濾餅在60°C真空干燥3小時(shí)得到相應(yīng)的負(fù)載型金屬鹽前體。然后將一定量的亞磷酸二氫鹽和負(fù)載型金屬鹽前體裝入小瓷舟中，放入管式爐中，通入惰性氣體或氫氣作為保護(hù)氣體，然后升溫到150-500°C后，熱處理10-180分鐘。反應(yīng)完畢后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將爐子溫度降至室溫，產(chǎn)物水洗至中性，在60°C真空干燥3小時(shí)得到相應(yīng)的磷化物。上述亞磷酸二氫鹽可為周期表中IA和IIA中的亞磷酸二氫鹽或亞磷酸二氫鹽的混合物。三氧化二鋁、 二氧化硅、分子篩、石墨、活性炭、二氧化鈦、二氧化鋯等。
具體實(shí)施方案
實(shí)施方案1將0. 45g亞磷酸二氫鈉和0. 26g氯化鎳放入管式爐中，以20ml/min的流速通入氬氣，然后直接升溫至20(TC，在此溫度下反應(yīng)30分鐘，后在氬氣保護(hù)下降至室溫，產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水洗滌2次后，在80°C真空干燥3小時(shí)得到磷化鎳。實(shí)施方案2將實(shí)施方案1中亞磷酸二氫鈉的質(zhì)量變?yōu)?. 48g，0. 26g氯化鎳變?yōu)?. 22g氯化鈷，其它條件不變，得到磷化鈷。實(shí)施方案3將實(shí)施方案1中亞磷酸二氫鈉的質(zhì)量變?yōu)?. 52g，0. 26g氯化鎳變?yōu)?. 2g氯化亞鐵，其它條件不變，得到磷化鐵。實(shí)施方案4將實(shí)施方案1中亞磷酸二氫鈉的質(zhì)量變?yōu)?. 48g，0. 26g氯化鎳變?yōu)?. 17g氯化銅，其它條件不變，得到磷化銅。實(shí)施方案5將實(shí)施方案1中溫度變?yōu)?50°C其它條件不變。實(shí)施方案6將實(shí)施方案1中溫度變?yōu)?00°C其它條件不變。實(shí)施方案7將實(shí)施方案1中溫度變?yōu)?50°C其它條件不變。實(shí)施方案8將實(shí)施方案1中溫度變?yōu)?00°C，其它條件不變。實(shí)施方案9將實(shí)施方案1中的制備時(shí)間變?yōu)?0分鐘，其它條件不變。實(shí)施方案10將Ig氯化鎳溶于IOOml蒸餾水中，然后加入IOg全硅MCM41分子篩載體，攪拌浸漬3小時(shí)，然后抽濾洗滌3次，濾餅在在60°C真空干燥3小時(shí)。將研磨后的濾餅取Ig和Ig 亞磷酸氫二鈉混合后放入管式爐中，以20ml/min的流速通入氮?dú)猓缓笾苯由郎刂?00°C， 在此溫度下反應(yīng)1小時(shí)，后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將至室溫，產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水洗滌3次后，得到負(fù)載型的磷化鎳。實(shí)施方案11將實(shí)施方案10中的載體變?yōu)榛钚蕴?，其它條件不變。實(shí)施方案12將實(shí)施方案10中載體變?yōu)槎趸?，其它條件不變。
權(quán)利要求
1.基于亞磷酸二氫鹽和金屬鹽的機(jī)械混合物制備金屬磷化物的方法，其特征在于包括如下步驟非負(fù)載磷化物合成步驟如下將一定量的亞磷酸二氫鹽和金屬鹽用鑰匙混合均勻，然后將上述混合物裝入小瓷舟內(nèi)，放入管式爐中，通入惰性氣體或氫氣作為保護(hù)氣體，然后直接升溫到150-500°C后，熱處理10-180分鐘，反應(yīng)完畢后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將爐子溫度降至室溫，產(chǎn)物水洗至中性，在60°C 真空干燥3小時(shí)得到相應(yīng)的磷化物； 負(fù)載型磷化物合成步驟如下將一定量的載體在一定量的金屬鹽水溶液中攪拌浸漬3小時(shí)，然后將載體抽濾、洗滌， 得到的濾餅在60°C真空干燥3小時(shí)得到相應(yīng)的負(fù)載型金屬鹽前體，然后將一定量的亞磷酸二氫鹽和負(fù)載型金屬鹽前體裝入小瓷舟中，放入管式爐中，通入惰性氣體或氫氣作為保護(hù)氣體，然后升溫到150-500°C后，熱處理10-180分鐘，反應(yīng)完畢后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將爐子溫度降至室溫，產(chǎn)物水洗至中性，在60°C真空干燥3小時(shí)得到相應(yīng)的磷化物；
2.根據(jù)權(quán)利要求1的基于亞磷酸二氫鹽和金屬鹽的機(jī)械混合物制備金屬磷化物的方法，其特征在于所述的亞磷酸二氫鹽可為周期表中IA和IIA中的亞磷酸二氫鹽或亞磷酸二氫鹽的混合物；
3.根據(jù)權(quán)利要求1的基于亞磷酸二氫鹽和金屬鹽的機(jī)械混合物制備金屬磷化物的方法，其特征在于所述的載體為三氧化二鋁、二氧化硅、分子篩、石墨、活性炭、二氧化鈦、二氧化鋯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫?zé)崽幚韥喠姿岫潲}和金屬鹽的機(jī)械混合物制備磷化物的方法，屬于無(wú)機(jī)納米材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域；該發(fā)明是以亞磷酸二氫鹽和金屬鹽的機(jī)械混合物為前體，利用亞磷酸二氫鹽熱分解放出的磷化氫和金屬鹽的反應(yīng)，制備相應(yīng)磷化物的方法；如果以亞磷酸二氫鹽和負(fù)載型金屬鹽的機(jī)械混合物為前體，可以獲得負(fù)載型磷化物；該方法合成的磷化物粒子尺寸可控，制備條件溫和，操作簡(jiǎn)單，工藝重復(fù)性好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，適合放大生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B82Y40/00GK102173400SQ20111006312
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者宋立民, 張淑娟, 陳超 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)