專利名稱：一種碘化銅粉末成型及膜包覆方法
技術領域：
本發明涉及一種碘化銅成型及膜包覆方法，具體地，涉及將無規則晶體粉末碘化銅制成規則、均勻的顆粒，并對其球形顆粒實施膜包覆處理的方法。
背景技術：
碘化銅為灰白色無規則固體粉末。如果在裝有碘化銅粉的固定床反應器中實現與氣體接觸的氣固相反應是不可行的。其原因一是粉末固體床層阻力大，氣固接觸面積小，反應難以持續穩定進行；二是氣體會將碘化銅固體粉末吹起，帶入后系統，使氣固反應的氣體生成物中混入固體雜質，造成生成的目的產物不純，無法應用于實際中。
發明內容
本發明的目的在于提供一種將粉末狀固體碘化銅制成規則、均勻球形顆粒，并對其球形顆粒實施膜包覆處理的方法。本發明通過對碘化銅實施成型處理，實現氣體與固體碘化銅的氣固相反應過程；使碘化銅固體粉末和生成物的固體粉末被留在包覆膜內，不被夾帶在氣相生成物中，從而保證氣相生成物的純度和質量，以應用于實際中。
本發明提供的碘化銅成型方法所用的成型劑是濃度為0.01～5％(wt)聚乙烯醇(PVA)水溶液。
本發明提供的碘化銅成型方法是將碘化銅粉1.5-5毫升放入容器中轉動，均勻噴入1毫升成型劑，當容器內粉料形成小顆粒時，按1.5-5毫升碘化銅∶1毫升成型劑的比例，繼續加入碘化銅粉和成型劑，直到小顆粒增長到所需粒度小球。
本發明提供的碘化銅顆粒包覆方法是指將成型的碘化銅顆粒的外表面再用膜材料包覆起來。
本發明提供的碘化銅顆粒包覆方法所用的膜材料是聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)。
本發明提供的碘化銅顆粒包覆方法用的聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯是將其溶解于N-甲基-2-砒咯烷酮或二甲基乙酰胺溶劑中制成濃度為3-15％，最好在3-7％的鑄膜液，并在鑄膜液中加入聚乙二醇、氯化鈉或蔗糖之一種或兩種為造孔劑，造孔劑濃度為15-50％。
本發明提供的碘化銅顆粒膜包覆方法，采用的是相轉化法成膜技術。包覆膜成膜后在50-60℃下真空干燥1-2小時后，在70-80℃下真空干燥12小時，在100-120℃下真空干燥2-4小時。
通過本發明的實施，將無規則的碘化銅晶體粉末制備成規則、均勻球形顆粒，從而在裝有碘化銅粉的固定床反應器中實現與氣體接觸的氣固相反應，使氣體與碘化銅粉末的接觸變成氣體與球形顆粒的接觸，氣體在固體床層分布均勻，從而使氣固相反應可持續穩定進行，同時解決了固體粉末被氣體夾帶進入氣相生成物中的問題，保證了氣相生成物的純度和質量。
本發明可應用于碘化銅與氟氣以及碘化銅與氯氣等的置換反應中，同時也可以應用于需要用純碘及碘蒸氣的實際情況中。
本發明的新穎性和創造性在于1.本發明提出了將無規則碘化銅晶體制成均勻規則球形顆粒的成型技術。
2.本發明提出了在規則均勻的碘化銅球形顆粒表面的膜包覆技術。
3.本發明用聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯作為碘化銅顆粒的膜包覆材料。
4.本發明采用相轉化法對碘化銅成型顆粒進行了多孔膜包覆處理。
具體實施例方式
實施例1(1)將碘化銅粉12毫升放入糖衣鍋中，轉動糖衣鍋，將6毫升濃度為0.01％的成型劑聚乙烯醇水溶液均勻地噴入鍋內的粉料中，使鍋內物料逐漸形成固體小顆粒，繼續按2毫升碘化銅粉與1毫升成型劑的比例均勻加入鍋中，直到小顆粒增長到所需要粒度的小球，將固體碘化銅小球從鍋中取出，在真空烘箱中真空干燥6小時。完成碘化銅成型制備。
(2)稱取5克干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)，放入95克N-甲基吡咯烷酮中，再加入2克聚乙二醇2000，20克氯化鈉，于50℃真空下溶解2小時，脫泡，制成均勻鑄膜液。
(3)取成型后的碘化銅12-14目的顆粒100毫升與30毫升上述鑄膜液混合均勻后，迅速浸入20-25℃的乙醇成膜液中成膜60分鐘，然后用蒸餾水洗滌5-6次，取出，在60℃下真空干燥2小時后，在80℃下真空干燥2小時，再于120℃下真空干燥4小時，完成碘化銅顆粒膜包覆過程。
(4)取上述包覆后的碘化銅顆粒40ml裝入固定床反應器內，加熱至140℃通入氯氣，將置換反應生成的氣體產物碘收集后，檢測其純度大于99％，反應后生成的固體顆粒完整，無粉末掉落。
實施例2(1)將碘化銅粉18毫升放入糖衣鍋中，轉動糖衣鍋，將6毫升濃度為1‰的成型劑聚乙烯醇水溶液均勻地噴入鍋內的粉料中，使鍋內物料逐漸形成固體小顆粒，繼續按3毫升碘化銅粉與1毫升成型劑的比例均勻加入鍋中，直到小顆粒增長到所需要粒度的小球，將固體碘化銅小球從鍋中取出，在真空烘箱中真空干燥6小時。完成碘化銅成型制備。
(2)稱取7克干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)，放入93克二甲基乙酰胺，再加入5克聚乙二醇2000，10克氯化鈉，于50℃真空下溶解2小時，脫泡，制成均勻鑄膜液。
(3)取成型后的碘化銅12-14目的顆粒100毫升與30毫升上述鑄膜液混合均勻后，浸入20-25℃的乙醇成膜液中成膜60分鐘，然后用蒸餾水洗滌5-6次，取出，在60℃下真空干燥2小時后，在80℃下真空干燥2小時，再于120℃下真空干燥4小時。完成碘化銅顆粒膜包覆過程。
(4)取上述包覆后的碘化銅40ml裝入固定床反應器內，加熱至140℃，通入氯氣，發生氣固相反應，生成的氣體產物碘收集后，檢測其純度大于99％，反應后生成的固體顆粒完整，無粉末掉落。
實施例3
(1)將碘化銅粉30毫升放入糖衣鍋中，轉動糖衣鍋，將6毫升濃度為5％的成型劑聚乙烯醇水溶液均勻地噴入鍋內的粉料中，使鍋內物料逐漸形成固體小顆粒，繼續按5毫升碘化銅粉與1ml成型劑的比例均勻加入鍋中，直到小顆粒增長到所需要粒度的小球，將固體碘化銅小球從鍋中取出，在真空烘箱中真空干燥6小時。完成碘化銅成型制備。
(2)稱取3克干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)，放入97克N-甲基吡咯烷酮中，再加入5克聚乙二醇2000，45克氯化鈉，于50℃真空下溶解2小時，脫泡，制成均勻鑄膜液。
(3)取成型后的碘化銅12-14目的顆粒100毫升與30毫升上述鑄膜液混合均勻后，迅速浸入20-25℃的乙醇成膜液中成膜60分鐘，然后用蒸餾水洗滌5-6次，取出，在60℃下真空干燥2小時后，在80℃下真空干燥2小時，再于120℃下真空干燥4小時。完成碘化銅顆粒膜包覆過程。
(4)取上述包覆后的碘化銅顆粒40ml裝入固定床反應器內，加熱至140℃通入氯氣，將置換反應生成的氣體產物碘收集后，檢測其純度大于99％，反應后生成的固體顆粒完整，無粉末掉落。
實施例4(1)將碘化銅粉12-20毫升放入糖衣鍋中，轉動糖衣鍋，將6毫升濃度為1‰的成型劑聚乙烯醇水溶液均勻地噴入鍋內的粉料中，使鍋內物料逐漸形成固體小顆粒，繼續按12-20毫升碘化銅粉與6ml成型劑的比例均勻加入鍋中，直到小顆粒增長到所需要粒度的小球，將固體碘化銅小球從鍋中取出，在真空烘箱中真空干燥6小時。完成碘化銅成型制備。
(2)稱取15克干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)，放入85克N-甲基吡咯烷酮中，再加入2克聚乙二醇2000，20克蔗糖，于50℃真空下溶解2小時，脫泡，制成均勻鑄膜液。
(3)取成型后的碘化銅12-14目的顆粒100毫升與30毫升上述鑄膜液混合均勻后，迅速浸入20-25℃的乙醇成膜液中成膜60分鐘，然后用蒸餾水洗滌5-6次，取出，在60℃下真空干燥2小時后，在80℃下真空干燥2小時，再于120℃下真空干燥4小時。完成碘化銅顆粒膜包覆過程。
(4)取上述包覆后的碘化銅顆粒10ml裝入固定床反應器內，加熱至130℃通入氟氣，將置換反應生成的氣體產物碘收集后，檢測其純度大于99％，反應后生成的固體顆粒完整，無粉末掉落。
實施例5(1)將碘化銅粉12-18毫升放入糖衣鍋中，轉動糖衣鍋，將6毫升濃度為1‰的成型劑聚乙烯醇水溶液均勻地噴入鍋內的粉料中，使鍋內物料逐漸形成固體小顆粒，繼續按12-18毫升碘化銅粉與6ml成型劑的比例均勻加入鍋中，直到小顆粒增長到所需要粒度的小球，將固體碘化銅小球從鍋中取出，在真空烘箱中真空干燥6小時。完成碘化銅成型制備。
(2)稱取5克干燥的聚四氟乙烯(PTFE)，放入95克二甲基乙酰胺中，再加入5克聚乙二醇2000，30克氯化鈉，于60℃真空下溶解2小時，脫泡，制成均勻鑄膜液。
(3)取成型后的碘化銅14-18目的顆粒100毫升與30毫升上述鑄膜液混合均勻后，迅速浸入20-25℃的乙醇成膜液中成膜60分鐘，然后用蒸餾水洗滌5-6次，取出，在60℃下真空干燥2小時后，在80℃下真空干燥2小時，再于120℃下真空干燥4小時。完成碘化銅顆粒膜包覆過程。
(4)取上述包覆后的碘化銅顆粒40ml裝入固定床反應器內，加熱至130℃，通入氟氣，將置換反應生成的氣體產物碘收集后，檢測其純度大于99％，反應后生成的固體顆粒完整，無粉末掉落。
為了進一步說明本的效果，下面舉與本發明相關的比較例比較例1將碘化銅粉15毫升放入糖衣鍋中，轉動糖衣鍋，將6毫升濃度為5.5％的成型劑聚乙烯醇水溶液噴入鍋內的粉料中，由于成型劑黏度較大，不能均勻地分散，使鍋內粉料形成大小不均的粘團，因而不能形成規則、均勻的球形顆粒，達不到制成均勻球形顆粒的目的。
比較例2將碘化銅粉36毫升放入糖衣鍋中，轉動糖衣鍋，將6毫升濃度為0.08％的成型劑聚乙烯醇水溶液均勻噴入鍋內的粉料中，使鍋內物料逐漸形成固體小顆粒，按6毫升碘化銅粉與1ml成型劑的比例均勻加入鍋中，發現鍋內固體粉料較多，沒有制成規則、均勻球形顆粒，碘化銅粉與成型劑比例不合適。
比較例3(1)與實施例1相同把碘化銅成型為12-14目球形顆粒。
(2)稱取20克干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)，放入80克N-甲基吡咯烷酮中，再加入2克聚乙二醇2000，30克蔗糖，于50℃真空下溶解2小時，脫泡，制成均勻鑄膜液。
(3)取成型后的碘化銅12-14目的顆粒100毫升與30毫升上述鑄膜液混合均勻后，迅速浸入20-25℃的乙醇成膜液中成膜60分鐘，然后用蒸餾水洗滌5-6次，取出，在60℃下真空干燥2小時后，在80℃下真空干燥2小時，再于120℃下真空干燥4小時。完成碘化銅顆粒膜包覆過程。
(4)取上述包覆后的碘化銅顆粒40ml裝入固定床反應器內，加熱至130℃通入氯氣，幾乎不發生反應。因包覆的膜較厚而將孔道堵住，使氣體與碘化銅表面無法接觸。
比較例4稱取5克干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)，放入95克N-甲基吡咯烷酮中，再加入5克聚乙二醇2000，50克氯化鈉，于50℃真空下溶解2小時，脫泡，制成均勻鑄膜液，其余過程與實施例1相同。發現包覆后的顆粒表面還有粉末脫落。
比較例5(1)與實施例1中(1)同樣制成12-14目碘化銅球形顆粒。
(2)稱取2.5克干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)，放入97.5克N-甲基吡咯烷酮中，再加入4克聚乙二醇2000，12克氯化鈉，于50℃真空下溶解2小時，脫泡，制成均勻鑄膜液。
(3)與實施例1中(3)同樣進行膜包覆處理后，發現碘化銅球形顆粒表面的包覆層不成膜。有粉末脫落。
通過上述實施例和比較例，可以看出本發明的優點和效果1.本發明提出將碘化銅粉制成了規則、均勻的球形顆粒的成型技術。
2.本發明提出將碘化銅球形顆粒實施膜包覆技術。
3.本發明提出的對碘化銅球形顆粒的膜包覆技術是采用聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯膜材料。
4.本發明提出的膜包覆技術是采用相轉化法進行成膜。
5.本發明的提出，將固體碘化銅粉包在了多孔膜內。
6.本發明的提出，同時將氣固反應生成物的固體粉也包在了多孔膜內。
7.本發明的提出，使碘化銅與氟氣或氯氣等置換反應的氣體生成物碘純度高、質量好。
8.通過本發明的提出，使碘化銅與氟氣或氯氣等置換反應的氣固相反應可持續進行。
權利要求
1.一種碘化銅粉末成型及膜包覆方法，其主要步驟是a)將碘化銅粉末與成型劑按體積比1.5-5∶1的比例置于容器中轉動，形成球狀；其中成型劑是重量百分比0.01-5％的聚乙烯醇水溶液；b)將球狀氧化銅干燥，置入含有造孔劑的鑄膜液，采用相轉化法成膜技術包覆膜，成膜后在50-60℃下真空干燥1-2小時，70-80℃下真空干燥1-2小時，100-120℃下真空干燥2-4小時；其中鑄膜液是聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯的N-甲基-2-砒咯烷酮或二甲基乙酰胺溶液，聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯的重量百分比為3-15％；造孔劑是聚乙二醇、氯化鈉或蔗糖之一種或兩種，重量百分比是15-50％。
2.權利要求1的方法，其特征在于，鑄膜液中聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯的重量百分比為3-7％。
全文摘要
一種碘化銅粉末成型及膜包覆方法，將碘化銅粉末與成型劑按體積比1.5－5∶1的比例置于容器中轉動，形成球狀；將球狀氧化銅干燥，置入含有造孔劑的鑄膜液，采用相轉化法成膜技術包覆膜，成膜后在50－60℃下真空干燥1－2小時，70－80℃下真空干燥1－2小時，100－120℃下真空干燥2－4小時。本發明將無規則的碘化銅晶體粉末制備成規則、均勻球形顆粒，從而在裝有碘化銅粉的固定床反應器中實現與氣體接觸的氣固相反應，使氣體與碘化銅粉末的接觸變成氣體與球形顆粒的接觸，氣體在固體床層分布均勻，從而使氣固相反應可持續穩定進行，同時解決了固體粉末被氣體夾帶進入氣相生成物中的問題，保證了氣相生成物的純度和質量。
文檔編號C01G3/04GK1759929SQ200410083620
公開日2006年4月19日 申請日期2004年10月13日 優先權日2004年10月13日
發明者張朋, 王樹東, 袁權, 吳迪鏞 申請人:中國科學院大連化學物理研究所