[發(fā)明專(zhuān)利]一種制備磷鉬雜多酸溶液的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710230938.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107008498B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張貴清;關(guān)文娟;姚琨;李青剛;曹佐英;肖連生;曾理
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J31/18
• 分類(lèi)號(hào): B01J31/18;B01J27/19
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

本發(fā)明公開(kāi)了一種制備磷鉬雜多酸溶液的方法，包括以下幾個(gè)步驟：鉬酸鹽溶液(或鉬和磷的混合溶液)進(jìn)行第一段雙極膜電滲析，使溶液pH值降低至5.5～7.5；一次電滲析溶液配磷后進(jìn)行加熱轉(zhuǎn)化(或?qū)f和磷的混合溶液一次電滲析后溶液直接加熱轉(zhuǎn)化)；溶液冷卻后進(jìn)行第二段雙極膜電滲析，控制pH值為1.0～3.0，得到磷鉬雜多酸鹽溶液；經(jīng)離子交換轉(zhuǎn)型除雜后得到磷鉬雜多酸溶液。本發(fā)明不消耗無(wú)機(jī)酸，不引入雜質(zhì)陰離子，不僅實(shí)現(xiàn)了鉬酸鹽溶液的酸化，還實(shí)現(xiàn)了大部分鹽陽(yáng)離子的脫除，大大減少了后續(xù)離子交換除鹽陽(yáng)離子的負(fù)擔(dān)。本發(fā)明獲得的磷鉬雜多酸溶液可用于制備高品質(zhì)的磷鉬雜多酸產(chǎn)品，是一種清潔高效的磷鉬雜多酸溶液制備工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雜多酸制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種制備磷鉬雜多酸溶液的方法。

背景技術(shù)

雜多酸化合物由于具有結(jié)構(gòu)的確定性、酸性和氧化還原性，是一類(lèi)新型的優(yōu)良酸催化劑和氧化還原催化劑，也是一種多功能的新型催化劑。它做催化劑具有再生速度快、催化效果好等特點(diǎn)，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。磷鉬雜多酸具有相對(duì)分子質(zhì)量高、水合度高、在水中以及某些有機(jī)溶劑中溶解度高、強(qiáng)氧化性能、強(qiáng)酸性等特點(diǎn)，在功能材料制備、催化、相轉(zhuǎn)移等多個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。

磷鉬雜多酸的制備工藝雖然很多，但從根本上來(lái)說(shuō)，都是基于“酸化”和“分離”兩個(gè)基本步驟。在溫度較高的條件下，將鉬酸鹽溶液和含有P的可溶性溶液混合后進(jìn)行酸化，便形成磷鉬雜多酸鹽。按照酸化的方式分類(lèi)，主要有經(jīng)典酸化法，回流酸化法和電解酸化法等。與經(jīng)典酸化法和回流酸化法相比，電解酸化法無(wú)需往溶液中加入額外的酸，可為酸化提供緩慢均勻的有利條件，減少達(dá)到平衡的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，且不會(huì)生成廢棄物。但傳統(tǒng)電解酸化工藝中磷鉬雜多酸溶液直接與電極接觸，由于雜多酸腐蝕性較強(qiáng)，對(duì)電極材料要求高，投資成本大，能耗高，目前在工業(yè)中并未得到廣泛應(yīng)用。采用現(xiàn)有工藝制備磷鉬雜多酸，在酸化過(guò)程中仍然無(wú)法避免無(wú)機(jī)酸的使用，因此仍然存在污染大、安全性低、嚴(yán)重腐蝕設(shè)備等問(wèn)題。無(wú)機(jī)酸調(diào)酸引入了大量的雜質(zhì)陰離子，增加了試劑消耗，對(duì)磷鉬雜多酸產(chǎn)品的品質(zhì)帶來(lái)不利影響。

從水溶液中分離雜多酸的方法則有乙醚萃取法和離子交換法等。目前，國(guó)內(nèi)試劑生產(chǎn)廠(chǎng)家和實(shí)驗(yàn)室合成所采用的制備工藝仍為傳統(tǒng)的酸化-乙醚萃取法。向鉬酸鹽溶液中加入醋酸，調(diào)溶液的pH值約為6，按P/Mo原子比為1/12滴加磷酸鈉溶液并加熱至沸，攪拌后逐滴加入濃鹽酸，冷卻后用乙醚萃取，與水分離后使乙醚揮發(fā)，即可得到磷鉬雜多酸。但是，乙醚沸點(diǎn)很低，只有34.5℃，極易揮發(fā)，有毒易燃，在操作時(shí)必須格外小心，工藝的生產(chǎn)安全性較差，且乙醚無(wú)法回收循環(huán)使用。磷鉬雜多酸鹽溶液直接采用離子交換法轉(zhuǎn)型為磷鉬雜多酸時(shí)，由于鹽溶液中陽(yáng)離子如Na+離子含量較高，需要對(duì)交換前溶液進(jìn)行稀釋?zhuān)玫降牧足f雜多酸溶液濃度較低，存在離子交換工藝負(fù)擔(dān)重，生產(chǎn)能力有限，除雜效果差等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有制備方法需要投加大量無(wú)機(jī)酸而帶來(lái)的系列問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新的制備磷鉬雜多酸溶液的方法，采用雙極膜電滲析和離子交換法相結(jié)合制備磷鉬雜多酸溶液，旨在實(shí)現(xiàn)制備過(guò)程中無(wú)外加酸的調(diào)酸模式，且在雙極膜電滲析過(guò)程中除去大部分陽(yáng)離子，減少離子交換轉(zhuǎn)型除雜的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而克服傳統(tǒng)工藝的不足，獲得用于制備高品質(zhì)磷鉬雜多酸產(chǎn)品的磷鉬雜多酸溶液。

一種制備鉬雜多酸溶液的方法，鉬酸鹽溶液依次進(jìn)行第一段雙極膜電滲析、加熱轉(zhuǎn)化和第二段雙極膜電滲析；其中，在鉬酸鹽溶液中配入含磷溶液，和/或第一段雙極膜電滲析后的溶液中配入含磷溶液，和/或加熱轉(zhuǎn)化過(guò)程中的溶液中配入含磷溶液；

控制第一段雙極膜電滲析的溶液的pH為5.5～7.5；

控制第二段雙極膜電滲析的溶液的pH為0.1～3.0；

將第二段雙極膜電滲析后的溶液經(jīng)離子交換轉(zhuǎn)型除雜后得到磷鉬雜多酸溶液。