[發明專利]一種氯銥酸的電化學制備方法

在審

• 申請號: 201710405261.5
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN108977837A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 王世亮;呂順豐;張明森;李彤;秦燕璜
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C25B1/26
• 分類號: C25B1/26
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;桑勝梅

本發明涉及一種氯銥酸的電化學制備方法，包括：步驟一：設置電解池，電解池通過設置于其中的第一隔板分隔成至少兩個槽體；第一隔板上設有溢流孔；槽體通過設置于其中的第二隔板分隔成底部相通的兩個電極室；電極室內分別設有電極；步驟二：向槽體中加入銥粉，并使鹽酸溶液依次通過槽體，在對電極施加電壓的情況下，銥粉和鹽酸溶液發生連續的電解反應；步驟三：當電解池內鹽酸溶液中的銥達到一定濃度時，向槽體補加鹽酸溶液和銥粉，以連續的形成穩定含有該濃度的銥的產品物流；步驟四：對產品物流進行過濾、濃縮和干燥處理，得到氯銥酸固體。該方法制備工藝簡單，自動化程度高，綠色環保，無副產物，產品純度高。

技術領域

本發明涉及氯銥酸的制備領域，具體涉及一種氯銥酸的電化學制備方法。

背景技術

銥是一種具有相當延展性的銀白色貴金屬，面心立方晶體，熔點為2410℃，沸點為4130℃。通常，商品銥是粉末狀，即銥粉。目前其國內市場價格在10-20萬元/千克。金屬銥是合成其他含銥化合物及制備含銥催化劑的初始原料。

銥和銥化合物作為各種化學反應，例如異構化反應、氫甲酰化反應或羰基化反應的催化劑廣泛應用。現在，由銥或其化合物催化的特殊的羰基化反應已經受到重視。一個典型例子就是用于制備醋酸或其反應性衍生物的銥催化的甲醇羰基化反應。

氯銥酸是黑棕色或黑色針狀結晶、粒狀或塊狀物，易潮解，溶于水、乙醇和乙醚，加熱至90℃以上失去結晶水，加熱至150℃到180℃轉化為三價銥化合物，是重要的化工催化劑及銥試劑原料，可作為催化劑用于甲醇羰基化制備醋酸的反應。

氯銥酸的傳統制備方法是金屬銥粉與堿性氧化物在高溫爐中反應，反應產物溶解于酸中，過濾洗滌出未反應的銥粉，所得濾液與王水反應后再與氯化銨反應得到氯銥酸銨沉淀，過濾洗滌后得到的氯銥酸銨再與王水反應，濃縮得到氯銥酸。

此工藝過程復雜，方法步驟多，引入K+或Na+等雜質離子，溶液中K+或Na+等雜質離子需要采用進一步反應和結晶的方法除去。由于銥的價格昂貴，溶解過程必須要盡量減少銥的損失，而為了去除引入的其他離子，必將會增加制備步驟，加大銥的損失。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種氯銥酸的電化學制備方法，通過使銥粉和鹽酸在特定結構的電解池中發生電解反應，制得氯銥酸，能夠在不引入其他堿金屬離子的情況下簡便高效的制備氯銥酸產品。

本發明提供一種氯銥酸的電化學制備方法，包括：

步驟一：設置電解池，所述電解池通過設置于其中的第一隔板分隔成至少兩個槽體；所述第一隔板上設有溢流孔；所述槽體通過設置于其中的第二隔板分隔成底部相通的兩個電極室；所述電極室內分別設有電極；

步驟二：向所述槽體中加入銥粉，并使鹽酸溶液依次通過所述槽體，在對所述電極施加電壓的情況下，所述銥粉和鹽酸溶液發生連續的電解反應，形成連續進鹽酸原料，連續出含銥鹽酸溶液的產品物流；

步驟三：當所述電解池內鹽酸溶液中的銥達到一定濃度時，向所述槽體補加鹽酸溶液和銥粉，以連續的形成穩定含有該濃度的銥的產品物流；

步驟四：對所述產品物流進行過濾、濃縮和干燥處理，得到氯銥酸固體。

根據本發明，電解池優選被分隔成4到6個槽體。可以將槽體沿鹽酸溶液的進料方向命名為第一槽體、第二槽體…最后一個槽體。在第一槽體的側壁上設置鹽酸進料口，在最后一個槽體的側壁上設置產品出料口。優選地，鹽酸進料口的高度大于產品出料口的高度。

根據本發明，電解池由耐酸非金屬不導電材料制造，耐酸非金屬不導電材料包括石英玻璃、玻璃、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等，優選石英玻璃。

根據本發明，兩個電極室通過連通孔道彼此相通，所述連通孔道構成為具有三角形或半圓形的截面。可以將電極室沿鹽酸溶液的進料方向命名為第一電極室和第二電極室。