[發(fā)明專利]一種納米氧化鋯前軀體的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310464085.4
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103554145A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋華西;曲宏甫;趙大江;張志峰;牛韶杰
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺宏泰達(dá)化工有限責(zé)任公司
• 主分類號: C07F7/00
• 分類號: C07F7/00;C01G25/02
• 代理公司: 煙臺雙聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 37225
• 代理人: 曲顯榮;矯智蘭

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，主要用于電子信息航天、原子能等高新技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在電子信息航天、原子能等高新領(lǐng)域，鋯及其化合物是必不可少的材料，用物理方法制備的二氧化鋯很難達(dá)到納米級（10-100納米）；納米級氧化鋯是生產(chǎn)電子屏幕、無機薄膜和精密陶瓷等材料不可缺少的原料，這些材料被廣泛用于航天、原子能、電子信息等高新技術(shù)領(lǐng)域；納米級氧化鋯制成的薄膜在電子觸摸屏及各類顯示器的防眩光、防輻射、防靜電等方面，具有不可替代的作用。目前主要采用烷氧基鋯（醇鋯）水解的方法制備納米級二氧化鋯，而烷氧基鋯（醇鋯）生產(chǎn)技術(shù)的研究、開發(fā)較少，產(chǎn)品成本高。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，主要解決目前納米級二氧化鋯的制備原料成本的等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特殊之處在于包括如下工藝步驟：

a烷氧基化，將四氯化鋯和烷氧基供體加入到反應(yīng)釜中，加入溶劑攪拌至四氯化鋯溶解，通入氨氣至體系呈堿性,PH為8-10，過濾并洗滌濾餅，收集濾液和洗滌液，為四烷氧基鋯溶液，濾餅為氯化銨；

b精制，將濾液與洗滌液混合，加入固體脫色劑，攪拌加熱至80℃，保溫30min，濾除脫色劑，溶液蒸餾至四烷氧基鋯含量≥80%，精濾后得到成品。

進(jìn)一步的，a步驟所述的四氯化鋯采用以下方法制得：

1）碳化，將二氧化鋯和炭粉與粘結(jié)劑混合均勻，置于碳化爐中，在900-1000℃溫度下加熱至無揮發(fā)物排出，降至室溫，得到鋯焦；

2）氯化，將鋯焦破碎至5-15mm，置于氯化爐中，升溫至800℃通入氯氣，氯化溫度800℃，氯化爐出口氣體經(jīng)冷卻得到白色粉末狀四氯化鋯；尾氣中少量的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉。

進(jìn)一步的，a步驟所述的烷氧基供體為低碳醇，分別為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。

進(jìn)一步的，a步驟所述的溶劑為烷烴芳烴類，分別為笨、甲苯或石油醚。

進(jìn)一步的，b步驟所述的脫色劑為分子篩、白土或活性炭。

進(jìn)一步的，所述的碳化步驟的粘結(jié)劑為瀝青或蔗糖。

本發(fā)明所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其生產(chǎn)的烷氧基鋯作為制備納米級氧化鋯的前軀體，烷氧基鋯水解后即可得到納米級氧化鋯。

本發(fā)明所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法與已有技術(shù)相比具有突出的實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步：方法工藝合理，操作安全，無廢棄物排放，滿足環(huán)境友好要求。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式：

為了更好地理解與實施，下面結(jié)合附圖給出具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明；所舉實施例僅用于解釋本發(fā)明，而不是用于限制本發(fā)明的范圍。

實施例1，參見圖1，以二氧化鋯為原料，二氧化鋯具有高溫導(dǎo)電性、傳輸氧氣等特殊性能；具體步驟如下：

1、碳化，按化學(xué)計量量稱取二氧化鋯和炭粉，并與粘結(jié)劑蔗糖混合均勻，置于碳化爐中，在900-1000℃溫度下加熱至無揮發(fā)物排出，降至室溫，得到鋯焦；

2、氯化，將鋯焦破碎至5-15mm?，置于氯化爐中，升溫至800℃通入氯氣，氯化爐出口氣體經(jīng)冷卻得到白色粉末狀四氯化鋯；尾氣中少量的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉；

3、烷氧基化，按化學(xué)計量量將四氯化鋯和正丁醇加入到反應(yīng)釜中，加入溶劑石油醚攪拌至氯化鋯溶解，通入氨氣至體系呈堿性，PH為8-10，過濾并洗滌濾餅，收集濾液和洗滌液，為四正丁氧基鋯溶液，濾餅為氯化銨；

4、精制，將濾液與洗滌液混合，加入固體脫色劑活性炭，攪拌加熱至80℃，保溫30min，濾除脫色劑，溶液蒸餾至四正丁氧基鋯含量≥80%，精濾后得到成品。

上述實施例1是以正丁醇為烷氧基供體，得到的產(chǎn)品為四正丁氧基鋯；也可以甲醇、乙醇或丙醇為原料，得到的產(chǎn)品分別為四甲氧基鋯、四乙氧基鋯或四丙氧基鋯。

上述實施例1烷氧基化步驟加入的溶劑為石油醚，也可為笨或甲苯；精制步驟的脫色劑為活性炭，也可為分子篩或白土；碳化步驟的粘結(jié)劑為蔗糖，也可為瀝青。

實施例2，以四氯化鋯為原料，以正丁醇為烷氧基供體，具體步驟如下：

將反應(yīng)釜洗凈烘干，加入16Kg四氯化鋯、56Kg正丁醇和48Kg石油醚，啟動攪拌,控制釜溫25—50℃，以0.5—1.5m³/h流量通入氨氣至PH為9-10為止，靜止過夜；過濾釜料，用石油醚洗滌濾餅1-3次，2、3次濾液循環(huán)使用，收集濾液和1次洗滌液，混合后加入固體脫色劑分子篩，進(jìn)行精制，攪拌加熱至80℃，保溫30min，濾除脫色劑，減壓蒸餾至四正丁氧基鋯含量≥80%，降溫過濾得到四正丁氧基鋯產(chǎn)品。