CN102173400A - 基于亚磷酸二氢盐和金属盐的机械混合物制备金属磷化物的方法 - Google Patents
基于亚磷酸二氢盐和金属盐的机械混合物制备金属磷化物的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种低温热处理亚磷酸二氢盐和金属盐的机械混合物制备磷化物的方法，属于无机纳米材料制备工艺技术领域；该发明是以亚磷酸二氢盐和金属盐的机械混合物为前体，利用亚磷酸二氢盐热分解放出的磷化氢和金属盐的反应，制备相应磷化物的方法；如果以亚磷酸二氢盐和负载型金属盐的机械混合物为前体，可以获得负载型磷化物；该方法合成的磷化物粒子尺寸可控，制备条件温和，操作简单，工艺重复性好，产品质量稳定，适合放大生产。
Description
技术领域
本发明属于无机纳米材料制备工艺技术领域，涉及无机纳米材料的制备方法，具体的说是磷化物的合成方法。可应用于电池材料、超导材料和催化材料等方面。
背景技术
金属磷化物是一大类同时具有金属及半导体特性的化合物，因为其结构以及其在光电、力学、电学、抗腐蚀等方面都具有显著的特征而引起人们广泛的关注和研究。金属磷化物的物理性质与氮化物、硼化物、金属碳化物和硅化合物相似，它们都是电和热的优良导体，硬度大且具有很好的热力学与化学稳定性等。到目前为止，已经发展了许多合成金属磷化物纳米材料的方法，例如：激光催化生长法、蒸发沉淀法、碳纳米管模板、高温注射法、热分解法、溶剂热法等。
本发明以亚磷酸二氢盐和金属盐的机械混合物为前体，在低温下通过简单地短时间热处理前体制备负载和非负载磷化物纳米材料的新方法。
发明内容
本发明的意义在于提供一种负载和非负载磷化物的合成方法，这种方法具有合成的磷化物尺寸可控，制备条件温和，操作简单、安全，反应时间短暂，工艺重复性好，产品质量稳定的优点。
本发明的特点在于通过改变金属盐的种类，可以实现制备不同种类的磷化物。
非负载磷化物合成步骤如下：
将一定量的亚磷酸二氢盐和金属盐用钥匙混合均匀，然后将上述混合物装入小瓷舟内，放入管式炉中，通入惰性气体或氢气作为保护气体，然后直接升温到150-500℃后，热处理10-180分钟。反应完毕后在氮气保护下将炉子温度降至室温，产物水洗至中性，在60℃真空干燥3小时得到相应的磷化物。上述亚磷酸二氢盐可为周期表中IA和IIA中的亚磷酸二氢盐或亚磷酸二氢盐的混合物。
负载型磷化物合成步骤如下：
将一定量的载体在一定量的金属盐水溶液中搅拌浸渍3小时，然后将载体抽滤、洗涤，得到的滤饼在60℃真空干燥3小时得到相应的负载型金属盐前体。然后将一定量的亚磷酸二氢盐和负载型金属盐前体装入小瓷舟中，放入管式炉中，通入惰性气体或氢气作为保护气体，然后升温到150-500℃后，热处理10-180分钟。反应完毕后在氮气保护下将炉子温度降至室温，产物水洗至中性，在60℃真空干燥3小时得到相应的磷化物。上述亚磷酸二氢盐可为周期表中IA和IIA中的亚磷酸二氢盐或亚磷酸二氢盐的混合物。三氧化二铝、二氧化硅、分子筛、石墨、活性炭、二氧化钛、二氧化锆等。
具体实施方案
实施方案1
将0.45g亚磷酸二氢钠和0.26g氯化镍放入管式炉中，以20ml/min的流速通入氩气，然后直接升温至200℃，在此温度下反应30分钟，后在氩气保护下降至室温，产物经蒸馏水洗涤2次后，在80℃真空干燥3小时得到磷化镍。
实施方案2
将实施方案1中亚磷酸二氢钠的质量变为0.48g，0.26g氯化镍变为0.22g氯化钴，其它条件不变，得到磷化钴。
实施方案3
将实施方案1中亚磷酸二氢钠的质量变为0.52g，0.26g氯化镍变为0.2g氯化亚铁，其它条件不变，得到磷化铁。
实施方案4
将实施方案1中亚磷酸二氢钠的质量变为0.48g，0.26g氯化镍变为0.17g氯化铜，其它条件不变，得到磷化铜。
实施方案5
将实施方案1中温度变为250℃其它条件不变。
实施方案6
将实施方案1中温度变为300℃其它条件不变。
实施方案7
将实施方案1中温度变为350℃其它条件不变。
实施方案8
将实施方案1中温度变为400℃，其它条件不变。
实施方案9
将实施方案1中的制备时间变为60分钟，其它条件不变。
实施方案10
将1g氯化镍溶于100ml蒸馏水中，然后加入10g全硅MCM41分子筛载体，搅拌浸渍3小时，然后抽滤洗涤3次，滤饼在在60℃真空干燥3小时。将研磨后的滤饼取1g和1g亚磷酸氢二钠混合后放入管式炉中，以20ml/min的流速通入氮气，然后直接升温至300℃，在此温度下反应1小时，后在氮气保护下将至室温，产物经蒸馏水洗涤3次后，得到负载型的磷化镍。
实施方案11
将实施方案10中的载体变为活性炭，其它条件不变。
实施方案12
将实施方案10中载体变为二氧化硅，其它条件不变。
Claims (3)
1.基于亚磷酸二氢盐和金属盐的机械混合物制备金属磷化物的方法，其特征在于包括如下步骤：
非负载磷化物合成步骤如下：
将一定量的亚磷酸二氢盐和金属盐用钥匙混合均匀，然后将上述混合物装入小瓷舟内，放入管式炉中，通入惰性气体或氢气作为保护气体，然后直接升温到150-500℃后，热处理10-180分钟，反应完毕后在氮气保护下将炉子温度降至室温，产物水洗至中性，在60℃真空干燥3小时得到相应的磷化物；
负载型磷化物合成步骤如下：
将一定量的载体在一定量的金属盐水溶液中搅拌浸渍3小时，然后将载体抽滤、洗涤，得到的滤饼在60℃真空干燥3小时得到相应的负载型金属盐前体，然后将一定量的亚磷酸二氢盐和负载型金属盐前体装入小瓷舟中，放入管式炉中，通入惰性气体或氢气作为保护气体，然后升温到150-500℃后，热处理10-180分钟，反应完毕后在氮气保护下将炉子温度降至室温，产物水洗至中性，在60℃真空干燥3小时得到相应的磷化物；
2.根据权利要求1的基于亚磷酸二氢盐和金属盐的机械混合物制备金属磷化物的方法，其特征在于所述的亚磷酸二氢盐可为周期表中IA和IIA中的亚磷酸二氢盐或亚磷酸二氢盐的混合物；
3.根据权利要求1的基于亚磷酸二氢盐和金属盐的机械混合物制备金属磷化物的方法，其特征在于所述的载体为三氧化二铝、二氧化硅、分子筛、石墨、活性炭、二氧化钛、二氧化锆。
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