[發明專利]一種制備混合價態（Cr(Ⅳ)和Cr(Ⅵ)）鉻酸鹽Ca5

有效

• 申請號: 202011252795.7
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112591796B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 毛林強;王嘉;胡林潮;張文藝;彭明國
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C01G37/14
• 分類號: C01G37/14
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王志慧

本發明提供了一種制備混合價態(Cr(Ⅳ)和Cr(Ⅵ))鉻酸鹽Ca₅Cr₃O₁₂的方法，制備流程為：將CaCrO₄與CaO混合均勻，在氧氣與氮氣的混合氣氛(氧氣分壓為10kPa?15kPa)中進行高溫煅燒，使混合物中的部分Cr(VI)還原為Cr(Ⅳ)，從而生成Ca₅Cr₃O₁₂，使用去離子水、有機酸(如稀醋酸或甲酸)對獲得的產物進行洗滌后將濾渣加熱、干燥，以便去除水分和其他雜質。本發明采用還原方法制備Ca₅Cr₃O₁₂，工藝簡單，所需原料均可購買獲得或在實驗室制備，成本較低，并且制備的Ca₅Cr₃O₁₂純度可達80～97％，收率達到90％左右。

技術領域

本發明涉及鉻鹽制備領域，具體是一種制備混合價態(Cr(Ⅳ)和Cr(Ⅵ))鉻酸鹽Ca₅Cr₃O₁₂的方法。

背景技術

鉻鹽是我國化工產業的重要原料之一，其中以Cr(III)和Cr(Ⅵ)鹽的應用最為廣泛，Cr(III)鹽廣泛應用于皮革鞣制、陶瓷顏料、電鍍等行業，Cr(Ⅵ)鹽則廣泛應用于電鍍、各種鉻鹽生產、防腐劑制造等行業。隨著對含鉻材料研究的拓展，一些其他價態Cr鹽(如Cr(IV)和Cr(V)鹽)的性質逐步引起了研究者的注意，對其應用的相關研究也受到了青睞。但是介于Cr(III)和Cr(Ⅵ)之間價態的鉻鹽，其性質往往不夠穩定，并且相較于Cr(III)和Cr(Ⅵ)鹽的大量研究與文獻記載，中間價態鉻鹽的研究資料少之又少，這導致其無法量產。

目前已知的Ca₅Cr₃O₁₂制備方法是將Cr₂O₃和CaO充分混合后在1300℃左右進行煅燒，利用Cr(III)在堿土金屬作用下會發生高溫氧化的特性生成該種鉻鹽。首先此種方法需要加入大量的CaO，成品中含有不少CaO雜質。并且由于采用的是高溫氧化的方法，煅燒溫度跨度大，在此過程中Cr(III)還會氧化成其他不同價態的鉻鹽，獲得成分復雜的混合物產物，產物中除Ca₅Cr₃O₁₂外還包含Cr₅O₁₂、Ca₃(CrO₄)₂、Ca₅(CrO₄)₃O_0.5等多種鉻鹽，其中Ca₅Cr₃O₁₂的含量在50％以下，收率較低。且產物中含的有些鉻鹽用去離子水和有機酸清洗去除效果并不理想，仍會有大量的殘留，因此Ca₅Cr₃O₁₂在純度上無法滿足要求。

除此之外，鮮有文獻和專利記載Ca₅Cr₃O₁₂的制備方案。本發明中利用了CaCrO₄與CaO的高溫還原反應，反應所處的溫度區間內生成的雜質較少，Ca₅Cr₃O₁₂收率高，煅燒結束后產物中過量的CaO和一些微量雜質通過去離子水和有機酸洗滌去除，最終可獲得高純度的Ca₅Cr₃O₁₂。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種制備純度高、雜質含量少的Ca₅Cr₃O₁₂的方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：