[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（設計）人: 宋華西;曲宏甫;趙大江;張志峰;牛韶杰
• 申請（專利權）人: 煙臺宏泰達化工有限責任公司
• 主分類號: C07F7/00
• 分類號: C07F7/00;C01G25/02
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 曲顯榮;矯智蘭

技術領域：

本發(fā)明涉及材料技術領域，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、原子能等高新技術領域。

背景技術：

在電子信息航天、原子能等高新領域，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到納米級（10-100納米）；納米級氧化鋯是生產電子屏幕、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領域；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）生產技術的研究、開發(fā)較少，產品成本高。

發(fā)明內容：

本發(fā)明的目的是克服上述已有技術的不足，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化為次氯酸鈉。

進一步的，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。

進一步的，b步驟所述的脫色劑為分子篩、白土或活性炭。

進一步的，所述的碳化步驟的粘結劑為瀝青或蔗糖。

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相比具有突出的實質性特點和顯著進步：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，下面結合附圖給出具體實施例詳細說明本發(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電性、傳輸氧氣等特殊性能；具體步驟如下：

1、碳化，按化學計量量稱取二氧化鋯和炭粉，并與粘結劑蔗糖混合均勻，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化為次氯酸鈉；

3、烷氧基化，按化學計量量將四氯化鋯和正丁醇加入到反應釜中，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品。