[發明專利]氧化銅前體還原法制備負載型和非負載型Cu3P

無效

• 申請號: 200910070725.7
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN101671010A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 李偉;關慶鑫;張明慧
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C01B25/08
• 分類號: C01B25/08;B01J27/14;B01J29/76;B01J37/08;B01J37/02
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技術領域

本發明提出一種利用次磷酸鈉和氧化銅混合前體熱分解來制備Cu₃P的新方法。該方法采用硝酸銅焙 燒后得到氧化銅，將氧化銅浸漬次磷酸鈉溶液后得到混合前體。通過在靜態的氮氣保護氣氛中對混合前體 進行簡單的熱處理來合成負載型和非負載型Cu₃P。本發明的特點在于所采用的原料安全、成本低，Cu₃P 制備溫度低、生產周期短，制備過程中不需要使用流動的氮氣。

背景技術

Cu₃P主要用于燒結鐵基粉末、不銹鋼粉末、高速鋼粉末冶金。它可以降低燒結溫度，提高密度和強度。 最近的研究表明，由于Cu₃P比石墨有著更好的循環性能和可逆性能，所以在鋰離子電池中可以作為潛在 的陰極電極材料。

Cu₃P的生產方法主要有：磷化氫或白磷與硫酸銅在溶液中的反應；高溫條件下的固相合成；白磷或紅 磷做磷源的溶劑熱法。PH₃、白磷或黃磷等危險藥品的使用，或者很高的合成溫度都使得Cu₃P的廣泛應用 成為一個難題。上述的幾種方法都不能制備負載型的Cu₃P，所以也限制了其在催化方面的應用。

本發明中提到的利用次磷酸鈉和氧化銅混合前體熱分解來制備Cu₃P的新方法解決了以上的難題。此方 法所采用的原料安全、成本低，Cu₃P制備溫度低、生產周期短，制備過程中不需要使用流動的氮氣。通過 濕法浸漬便可制備負載型Cu₃P。

發明內容

本發明提出一種利用次磷酸鈉和氧化銅混合前體熱分解來制備Cu₃P的新方法。該方法采用硝酸銅焙 燒后得到氧化銅，將氧化銅浸漬次磷酸鈉溶液后得到混合前體。通過在靜態的氮氣保護氣氛中對混合前體 進行簡單的熱處理來合成負載型和非負載型Cu₃P。

本發明的特點在于所采用的原料安全、成本低，Cu₃P制備溫度低、生產周期短，制備過程中不需要使 用流動的氮氣。

Cu₃P合成步驟如下：

稱取一定量的硝酸銅在空氣氣氛中500℃焙燒2小時即可得到氧化銅。在室溫攪拌狀態下，按照化學 計量關系，首先將次磷酸鈉溶于去離子水中，攪拌溶解后加入所需量的氧化銅，充分攪拌1小時后將所得 溶液在一定溫度下烘干。然后將烘干后的前體粉末研磨后裝入反應器內，在靜態的氮氣保護氣氛中將前體 在一定溫度下熱處理二十分鐘以上。最后將所得產物水洗，酸洗后烘干即得到所需的Cu₃P。負載型Cu₃P 的制備需要兩步浸漬來實現，第一步浸漬是將載體浸漬硝酸銅溶液后烘干，然后在空氣氣氛中500℃焙燒 2小時得到負載型氧化銅，其余步驟與非負載型Cu₃P的制備步驟相同。

合成步驟中所述的化學計量關系CuO∶NaH₂PO₂的摩爾比在1∶4.5～1∶5范圍內；所述的硝酸銅是分 析純硝酸銅；次磷酸鈉是分析純次磷酸鈉；前體溶液的烘干溫度為40～80℃；前體熱處理溫度為300～400 ℃。

附圖說明

附圖1是所合成的非負載型Cu₃P樣品A的X射線粉末衍射圖。

附圖2是所合成的負載型Cu₃P/MCM-41樣品B的X射線粉末衍射圖。

附圖3是所合成的負載型Cu₃P/MCM-41樣品C的X射線粉末衍射圖。

具體實施方式

本發明可通過實施例詳細說明，但它們不是對本發明做任何限制。在這些實施例中，XRD譜圖由日本 理學D/MAX-2500型X-射線衍射儀測定，管壓40kV，管流100mA，掃描速度8°/min。

這些實施例說明了Cu₃P和Cu₃P/MCM-41的合成過程。

實施例1