專利名稱：基于焦磷酸鹽和金屬鹽機械混合物制備磷化物的方法
技術領域：
本發明屬于無機納米材料制備工藝技術領域，涉及無機納米材料的制備方法，具體的說是以焦磷酸鹽和金屬鹽的機械混合物為前體制備磷化物的新方法。可應用于電池材料、超導材料和催化材料等方面。
背景技術：
金屬磷化物是一大類同時具有金屬及半導體特性的化合物，因為其結構以及在電學、力學、抗腐蝕等方面具有顯著的特征而引起人們日益廣泛的關注。如M2P是一種極好的耐腐蝕、耐磨和抗氧化材料；納米M2P則具有良好的塑性和韌性，比熱也比較大，其納米晶的熱膨脹系數近乎單晶的兩倍。人們已經發現幾乎所有的過渡金屬元素及部分主族金屬元素都可以形成磷化物，而且根據金屬與磷物質量的不同，這類化合物具有從M3P到MP3等多種組成形式，還可形成雙金屬磷化物。組成的不同導致物質的性質也各不相同。本發明以焦磷酸鹽和金屬鹽的機械混合物為前體，提供了一種普適的磷化物制備心方法。
發明內容
本發明的意義在于提供一種負載和非負載磷化物的合成方法，這種方法的前體制備很簡單，只需要用鑰匙將分析純的焦磷酸鹽和金屬鹽機械地混合在一起。操作也很簡單， 重復性好。本發明的特點在于通過改變前體中金屬鹽的種類，控制合成不同種類的磷化物。非負載磷化物合成步驟如下將一定量的焦磷酸鹽和金屬鹽放入小瓷舟中，放入管式爐中，通入氫氣，排凈空氣后然后升溫到一定溫度后，熱處理一定時間。反應完畢后將爐子溫度降至室溫，產物水洗至中性，在60°C真空干燥3小時得到相應的磷化物。上述焦磷酸鹽為焦磷酸鉀或焦磷酸鈉或焦磷酸銨或它們的混合物。負載型磷化物合成步驟如下將一定量的載體在一定量的金屬鹽水溶液中攪拌浸漬3小時，然后將載體抽濾， 濾餅在60°C真空干燥3小時得到相應的負載型金屬鹽前體。然后將一定量的前體和焦磷酸鹽放入管式爐中，通入氫氣，然后升溫到一定溫度后，熱處理一定時間。反應完畢后將爐子溫度降至室溫，產物水洗至中性，在60°C真空干燥3小時得到相應的磷化物。上述焦磷酸鹽為焦磷酸鉀或焦磷酸鈉或它們的混合物。三氧化二鋁、二氧化硅、分子篩、石墨、活性炭、二氧化鈦、二氧化鋯。
具體實施方案實施方案1將Ig焦磷酸鉀和1. 24g氯化鎳用鑰匙機械混合后裝入小瓷舟中，放入管式爐中，以50ml/min的流速通入氫氣，然后直接升溫至700°C，在此溫度下反應3小時，后在氫氣保護下降至室溫，產物經蒸餾水洗滌3次后，在60°C真空干燥3小時得到磷化鎳。實施方案2將實施方案1中1. 24g氯化鎳變為1. 24g氯化鈷，其它條件不變，得到磷化鈷。實施方案3將實施方案1中1. 24g氯化鎳變為1. 03g氯化亞鐵，其它條件不變，得到磷化鐵。實施方案4將實施方案1中1. 24g氯化鎳變為0. 89g氯化銅，其它條件不變，得到磷化銅。實施方案5將實施方案1中焦磷酸鉀變為焦磷酸鈉，其它條件不變。實施方案6將實施方案1中溫度變為750°C，其它條件不變。實施方案7將實施方案1中溫度變為650°C，其它條件不變。實施方案8將實施方案1中溫度變為800°C，其它條件不變。實施方案9將Ig氯化鎳溶于IOOml蒸餾水中，然后加入IOg 二氧化硅載體，攪拌浸漬3小時， 然后抽濾洗滌3次，濾餅在在60°C真空干燥3小時。將研磨后的濾餅取1.5g和Ig焦磷酸鉀混合后放入管式爐中，以50ml/min的流速通入氫氣，然后直接升溫至700°C，在此溫度下反應3小時，后在氮氣保護下將至室溫，產物經蒸餾水洗滌3次后，得到二氧化硅負載的磷化鎳。實施方案10將實施方案9中的載體變為ZSM-5，其它條件不變。實施方案11將實施方案9中載體變為三氧化二鋁，其它條件不變。
權利要求
1.一種基于焦磷酸鹽和金屬鹽機械混合物制備磷化物的方法，其特征在于包括如下步驟非負載磷化物合成步驟如下將一定量的焦磷酸鹽和金屬鹽放入小瓷舟中，放入管式爐中，通入氫氣，排凈空氣后然后升溫到一定溫度后，熱處理一定時間，反應完畢后將爐子溫度降至室溫，產物水洗至中性，在60°C真空干燥3小時得到相應的磷化物； 負載型磷化物合成步驟如下將一定量的載體在一定量的金屬鹽水溶液中攪拌浸漬3小時，然后將載體抽濾，濾餅在60°C真空干燥3小時得到相應的負載型金屬鹽前體，然后將一定量的前體和焦磷酸鹽放入管式爐中，通入氫氣，然后升溫到一定溫度后，熱處理一定時間，反應完畢后將爐子溫度降至室溫，產物水洗至中性，在60°C真空干燥3小時得到相應的磷化物。
2.根據權利要求1的基于焦磷酸鹽和金屬鹽機械混合物制備磷化物的方法，其特征在于所述的金屬焦磷酸鹽為焦磷酸鈉或焦磷酸鉀或焦磷酸銨或它們的混合物。
3.根據權利要求1的基于焦磷酸鹽和金屬鹽機械混合物制備磷化物的方法，其特征在于所述的金屬鹽為周期表中任一種或兩種元素的金屬鹽或金屬鹽的混合物。
4.根據權利要求1的基于焦磷酸鹽和金屬鹽機械混合物制備磷化物的方法，其特征在于所述的載體為三氧化二鋁、二氧化硅、分子篩、石墨、活性炭、二氧化鈦、二氧化鋯。
全文摘要
本發明涉及一種通過還原處理焦磷酸鹽和金屬鹽機械混合物制備磷化物的方法，屬于無機納米材料制備工藝技術領域。該發明是以焦磷酸鹽和金屬鹽的機械混合物為前體，利用焦磷酸鹽和金屬鹽的反應，制備相應磷化物的方法。該方法合成的磷化物種類可調，是一種普適的負載和非負載磷化物制備方法。
文檔編號C01B25/08GK102502542SQ20111033614
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者宋立民, 張淑娟 申請人:天津工業大學