[發明專利]一種兩段法原位制備金屬磷化物材料的方法及其專用設備系統

有效

• 申請號: 201811183061.0
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109279588B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 楊勇;王樹元;徐丹;溫曉東;李永旺
• 申請（專利權）人: 中科合成油技術有限公司
• 主分類號: C01B25/08
• 分類號: C01B25/08;B01J27/185;B01J35/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

1.一種制備磷化物材料的方法，包括：

1)將金屬前驅體在空氣氣氛下加熱焙燒后，得到金屬氧化物；

2)將次亞磷酸鈉置于第一反應裝置中，將所述步驟1)得到的金屬氧化物置于第二反應裝置中，連通所述第一反應裝置和所述第二反應裝置之間的氣路，并在還原性氣體氣氛條件下，分別加熱第一反應裝置和第二反應裝置；

所述第一反應裝置用于原位在線制備反應原料PH₃氣體；

所述第二反應裝置用于原位在線制備反應原料金屬單質及原位在線制備金屬磷化物產物；

所述第一反應裝置和第二反應裝置能夠通過閥門控制連通或不連通；

3)將步驟(2)中所述還原性氣體氣氛切換為還原氣/惰性氣體混合氣氛，繼續加熱升溫所述第一反應裝置，并保持所述第二反應裝置的溫度，然后將所述第一反應裝置和所述第二反應裝置保持恒溫；

4)切斷所述第一反應裝置和第二反應裝置之間的連通氣路；

將所述第二反應裝置的氣氛切換為還原性氣體氣氛，并使其自然冷卻至室溫，制得所述金屬磷化物。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，金屬前驅體選自金屬錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉬、鋯、鎢和鈮中的至少一種的金屬鹽；

所述焙燒方法為在空氣氣氛下先升溫至100-160℃焙燒12～30小時，然后升溫至180～400℃焙燒10-20小時；所述升溫步驟中，升溫速率均為0.5-10℃/min。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：金屬前驅體為硝酸鹽、醋酸鹽或乙酰丙酮鹽。

4.根據權利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述步驟2)中，還原性氣體氣氛為H₂、CO、CH₄或H₂S；

所述金屬氧化物和所述次亞磷酸鈉的摩爾比為1:5～1:10；

所述加熱第一反應裝置步驟中，加熱終溫為100～160℃；加熱后恒溫的時間為12～30小時；

所述加熱第二反應裝置步驟中，加熱的終溫為250～400℃；加熱后恒溫的時間為12～24小時；

所述第一反應裝置和第二反應裝置的加熱升溫速率均為0.5～10℃/min。

5.根據權利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述步驟3)中，所述惰性氣體為N₂、Ar或He；

所述還原氣/惰性氣體混合氣氛為H₂/Ar、H₂/He、H₂/N₂、CO/Ar、CO/He、CO/N₂、CH₄/Ar、CH₄/He或CH₄/N₂混合氣氛中的任一種；

還原氣與惰性氣體的濃度比為10～80:20～90；

所述繼續加熱升溫所述第一反應裝置步驟中，終溫為至250～400℃；加熱后恒溫的時間為1～6小時；升溫速率為0.5～10℃/min；所述第二反應裝置保持在250～400℃恒溫5～16小時。

6.根據權利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：步驟3)中，所述第一反應裝置升溫后保持恒溫步驟中，終溫為450～600℃；恒溫時間為0.5～5小時。

7.根據權利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述方法還包括：

在所述步驟4)中，所述第二反應裝置自然冷卻至室溫后，通入鈍化氣體進行鈍化。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于：所述鈍化步驟中，鈍化時間為2-10小時；所述鈍化氣體為O₂、N₂、O₂-N₂、O₂-Ar或O₂-He中的一種。