[發(fā)明專利]一種磷化鋰粉體的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510050642.7
• 申請(qǐng)日: 2015-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN104627972B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏陽;方如意;梁初;張文魁;黃輝;陶新永;甘永平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B25/08
• 分類號(hào): C01B25/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司33201
• 代理人: 黃美娟,俞慧

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備磷化鋰粉體的方法。

(二)背景技術(shù)

磷化鋰是一種紅褐色無機(jī)化合物，其化學(xué)式為Li₃P，屬于六方晶系，Na₃As結(jié)構(gòu)，密度為1.43g cm^-3(298K)，在空氣中極易潮解，與水反應(yīng)生成PH₃。目前，有關(guān)磷化鋰的制備方法較少，最常見的制備方法是采用真空或保護(hù)氣氛(常用H₂，CO作載氣)，將金屬鋰粉和紅磷粉或磷蒸氣在高溫加熱條件下直接化合生成。此類方法需要高溫?zé)崽幚恚芎拇螅耶a(chǎn)物存在純度低，批次性差等缺點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了提供一種高效、低成本、環(huán)境友好、易于工業(yè)化生產(chǎn)的制備磷化鋰粉體的新方法。

下面對(duì)本發(fā)明所采用的技術(shù)方案做具體說明。

本發(fā)明所述的磷化鋰粉體的制備方法主要采用高能球磨法實(shí)現(xiàn)，其包括以下步驟：

(1)將磷粉烘干；

(2)在惰性氣氛保護(hù)下，將干燥后的磷粉與氫化鋰粉按摩爾比1:(2～4)混合，加入到密封的球磨罐中，在0～60℃、轉(zhuǎn)速為100～500r/min條件下球磨2～48h；

(3)球磨反應(yīng)結(jié)束后，在惰性氣氛下，將粉體從球磨罐中取出，即得到磷化鋰粉體。

本發(fā)明中，所述的磷粉可以是白磷、紅磷、黑磷，或上述任意兩種以上的混合物，純度不低于90％；所述的氫化鋰粉的純度不低于90％。

所述步驟(1)中，所述的磷粉需經(jīng)過真空烘箱干燥，干燥溫度為60～80℃，干燥時(shí)間為1～24h。

所述步驟(2)中，所述的磷粉和氫化鋰粉的總質(zhì)量與磨球的總質(zhì)量之比為1:(10～100)。

所述步驟(2)中，球磨轉(zhuǎn)速優(yōu)選為300～500r/min，球磨溫度優(yōu)選20～60℃，球磨時(shí)間優(yōu)選為8～32小時(shí)。

所述步驟(2)和(3)中，所述的惰性氣氛為不能與磷粉、氫化鋰粉反應(yīng)的氣體，如氬氣、氮?dú)狻⒌獨(dú)?氬氣混合氣體等。

本發(fā)明具體推薦所述的制備方法按照如下步驟進(jìn)行：

(1)將磷粉烘干，干燥溫度為60～80℃，干燥時(shí)間為1～24h；

(2)在惰性氣氛保護(hù)下，將干燥后的磷粉與氫化鋰粉按摩爾比1:(2～4)混合，加入到密封的球磨罐中，所述的磷粉和氫化鋰粉的總質(zhì)量與磨球的總質(zhì)量之比為1:(10～100)，在20～60℃、轉(zhuǎn)速為300～500r/min條件下球磨8～32h；

(3)球磨反應(yīng)結(jié)束后，在惰性氣氛下，將粉體從球磨罐中取出，即得到磷化鋰粉體；

所述的惰性氣氛為不會(huì)與磷粉、氫化鋰粉反應(yīng)的氣體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明采用機(jī)械球磨法制備，無需高溫?zé)崽幚恚a(chǎn)物批次好，純度高；此外，該方法兼具有成本低廉和易于產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢(shì)。

(四)附圖說明

圖1是本發(fā)明所得磷化鋰粉體的XRD圖譜。

(五)具體實(shí)施方式

下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。

本發(fā)明適于的磷粉和氫化鋰粉的純度均為化學(xué)純(>90％)。

實(shí)施例1

將紅磷粉在80℃真空烘箱中干燥6h。在氬氣氣氛保護(hù)下，將0.31g紅磷粉與0.24g氫化鋰粉體均勻混合后加入到球磨罐中。然后將磨球放入球磨罐后密封。其中磨球總質(zhì)量與物料總質(zhì)量比為40:1。在25℃條件下，使球磨罐于500r/min的轉(zhuǎn)速連續(xù)球磨反應(yīng)32h，所得粉體即為磷化鋰粉體。圖1為其對(duì)應(yīng)的XRD衍射圖，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)卡片可知，所得產(chǎn)物為純相磷化鋰，無其他雜質(zhì)存在。

實(shí)施例2

將紅磷粉在60℃真空烘箱中干燥10h。在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將4.6g紅磷粉與2.6g氫化鋰粉體均勻混合后加入到球磨罐中。然后將磨球放入球磨罐后密封。其中磨球總質(zhì)量與物料總質(zhì)量比為80:1。在48℃條件下，使球磨罐于450r/min的轉(zhuǎn)速連續(xù)球磨反應(yīng)24h，所得粉體即為磷化鋰粉體。

實(shí)施例3

將白磷粉在75℃真空烘箱中干燥12h。在氬氣氣氛保護(hù)下，將3.1g白磷粉與2.8g氫化鋰粉體均勻混合后加入到球磨罐中。然后將磨球放入球磨罐后密封。其中磨球總質(zhì)量與物料總質(zhì)量比為60:1。在60℃條件下，使球磨罐于500r/min的轉(zhuǎn)速連續(xù)球磨反應(yīng)32h，所得粉體即為磷化鋰粉體。

實(shí)施例4

將紅磷粉在80℃真空烘箱中干燥24h。在氮?dú)?氬氣混合氣氛保護(hù)下，將7.4g紅磷粉與5.6g氫化鋰粉體均勻混合后加入到球磨罐中。然后將磨球放入球磨罐后密封。其中磨球總質(zhì)量與物料總質(zhì)量比為75:1。在50℃條件下，使球磨罐于360r/min的轉(zhuǎn)速連續(xù)球磨反應(yīng)8h，所得粉體即為磷化鋰粉體。