[發明專利]基于亞磷酸二氫鹽和金屬鹽的機械混合物制備金屬磷化物的方法

無效

• 申請號: 201110063124.0
• 申請日: 2011-03-16
• 公開（公告）號: CN102173400A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 宋立民;陳超;張淑娟
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C01B25/08
• 分類號: C01B25/08;B82Y40/00
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無機納米材料制備工藝技術領域，涉及無機納米材料的制備方法，具體的說是磷化物的合成方法。可應用于電池材料、超導材料和催化材料等方面。

背景技術

金屬磷化物是一大類同時具有金屬及半導體特性的化合物，因為其結構以及其在光電、力學、電學、抗腐蝕等方面都具有顯著的特征而引起人們廣泛的關注和研究。金屬磷化物的物理性質與氮化物、硼化物、金屬碳化物和硅化合物相似，它們都是電和熱的優良導體，硬度大且具有很好的熱力學與化學穩定性等。到目前為止，已經發展了許多合成金屬磷化物納米材料的方法，例如：激光催化生長法、蒸發沉淀法、碳納米管模板、高溫注射法、熱分解法、溶劑熱法等。

本發明以亞磷酸二氫鹽和金屬鹽的機械混合物為前體，在低溫下通過簡單地短時間熱處理前體制備負載和非負載磷化物納米材料的新方法。

發明內容

本發明的意義在于提供一種負載和非負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，操作簡單、安全，反應時間短暫，工藝重復性好，產品質量穩定的優點。

本發明的特點在于通過改變金屬鹽的種類，可以實現制備不同種類的磷化物。

非負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，放入管式爐中，通入惰性氣體或氫氣作為保護氣體，然后直接升溫到150-500℃后，熱處理10-180分鐘。反應完畢后在氮氣保護下將爐子溫度降至室溫，產物水洗至中性，在60℃真空干燥3小時得到相應的磷化物。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，然后將載體抽濾、洗滌，得到的濾餅在60℃真空干燥3小時得到相應的負載型金屬鹽前體。然后將一定量的亞磷酸二氫鹽和負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氣體，然后升溫到150-500℃后，熱處理10-180分鐘。反應完畢后在氮氣保護下將爐子溫度降至室溫，產物水洗至中性，在60℃真空干燥3小時得到相應的磷化物。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。

具體實施方案

實施方案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200℃，在此溫度下反應30分鐘，后在氬氣保護下降至室溫，產物經蒸餾水洗滌2次后，在80℃真空干燥3小時得到磷化鎳。

實施方案2

將實施方案1中亞磷酸二氫鈉的質量變為0.48g，0.26g氯化鎳變為0.22g氯化鈷，其它條件不變，得到磷化鈷。

實施方案3

將實施方案1中亞磷酸二氫鈉的質量變為0.52g，0.26g氯化鎳變為0.2g氯化亞鐵，其它條件不變，得到磷化鐵。

實施方案4

將實施方案1中亞磷酸二氫鈉的質量變為0.48g，0.26g氯化鎳變為0.17g氯化銅，其它條件不變，得到磷化銅。

實施方案5

將實施方案1中溫度變為250℃其它條件不變。

實施方案6

將實施方案1中溫度變為300℃其它條件不變。

實施方案7

將實施方案1中溫度變為350℃其它條件不變。

實施方案8

將實施方案1中溫度變為400℃，其它條件不變。

實施方案9

將實施方案1中的制備時間變為60分鐘，其它條件不變。

實施方案10

將1g氯化鎳溶于100ml蒸餾水中，然后加入10g全硅MCM41分子篩載體，攪拌浸漬3小時，然后抽濾洗滌3次，濾餅在在60℃真空干燥3小時。將研磨后的濾餅取1g和1g亞磷酸氫二鈉混合后放入管式爐中，以20ml/min的流速通入氮氣，然后直接升溫至300℃，在此溫度下反應1小時，后在氮氣保護下將至室溫，產物經蒸餾水洗滌3次后，得到負載型的磷化鎳。

實施方案11

將實施方案10中的載體變為活性炭，其它條件不變。

實施方案12

將實施方案10中載體變為二氧化硅，其它條件不變。