本發明涉及一種金屬氧化物的制備方法,尤其涉及一種同時制備氧化亞銅和氯化鎳的方法。
背景技術:
氧化亞銅(cu2o)粉末是一種無機化工原料,廣泛用于船舶防污涂料、玻璃瓷釉著色劑、有機合成催化劑、農藥殺菌劑及電子材料等。作為一種p型半導體材料,氧化亞銅在也在太陽能電池、儲氫電池、鋰離子電池、光催化等領域表現出良好的應用前景。氯化鎳廣泛用于電鍍、防毒面具用氨吸收劑,還用作催化劑及鎳化合物。目前,氯化鎳主要采用液相法制備。
目前,制備氧化亞銅主要有固相法、電解法和液相還原法,固相法是將銅粉與氧化銅混合,在煅燒爐內加熱到800-9000c煅燒成氧化亞銅,再粉碎制成成品。電解法是以澆鑄銅板為陽極,紫銅板為陰極,鉻酸鉀為添加劑,氯化鈉為電解液制成。液相法主要有葡萄糖還原法、肼還原法、亞硫酸鹽還原法、銅還原法等。液相還原法制備氧化亞銅相比固相法和電解法,其產品純度高、分散性好、粒徑可控等優點,是目前制備氧化亞銅的主要方法。
中國發明專利90105244.2公開了一種采用亞硫酸鈉作還原劑在氯化鈉存在下還原五水硫酸銅制備氧化亞銅的方法。中國發明專利201010119206.8公開了一種氧化亞銅的制備方法,其將金屬銅或還原劑與氯化鈉和含銅化合物在30-2000c下進行反應制備得到氧化亞銅。中國發明專利201510013497.5公開了一種在氯化銅體系下制備氧化亞銅的方法,其采用印刷線路板回收的酸性蝕刻廢液的氯化銅為銅源,亞硫酸鹽和堿金屬氯化物為還原劑,在堿以及惰性氣體存在下制備了氧化亞銅。中國發明專利201610201276.5公開了一種紫色氧化亞銅的制備方法,其采用銅為還原劑,在表面活性劑、氫氧化鈉或氫氧化鉀或氨水存在下,將銅鹽還原制備出氧化亞銅。中國發明專利201610345864.6公開了一種氧化亞銅的綠色制備方法,該方法以烷基胺為溶劑、粒子穩定劑和還原劑,采用超聲技術制備了氧化亞銅。中國發明專利201410337558.9公開了一種采用碳酸鎳和鹽酸反應后進行濃縮制備優級純氯化鎳的制備方法。這些制備氧化亞銅的方法均以各種類型的銅鹽為銅源,采用不同的還原劑均可制備出氧化亞銅,然而,采用的銅鹽中的陰離子與還原劑或者添加劑形成的產物如氯化物、硫酸鹽等通過過濾、洗滌等方式排放,造成環境污染,處理成本高。采用印刷電路板蝕刻廢液中的氯化銅為銅源,成本低,如何在制備氧化亞銅的同時不造成氯化物污染物是本發明致力解決的問題。
技術實現要素:
為解決以上存在的問題,本發明提出一種同時制備氧化亞銅和氯化鎳的方法,該方法具有成本低,產品純度高且無氯化物排放污染問題。
為實現上述目的,本發明同時制備氧化亞銅和氯化鎳的制備方法為:將氯化亞銅鹽酸溶液和銅粉混合,在攪拌情況下加熱至80-1000c,加入碳酸鎳或氫氧化鎳,反應0.5-8h后,過濾,將過濾的沉淀物在真空烘箱或惰性氣體保護下干燥得到氧化亞銅,濾液通過加熱濃縮結晶得到氯化鎳晶體。其中,鎳鹽中鎳的摩爾量與氯化亞銅鹽酸溶液中氯的摩爾量之比為1:2,銅粉與氯化亞銅的摩爾比為1:1。
所述的氯化銅鹽酸溶液的ph值為1-5之間,ph值小于1,則具有較多的鹽酸,大于5則氯化銅易水解成氫氧化銅沉淀;
所述的氯化銅鹽酸溶液中氯化銅的含量為0.1-2mol/l,低于0.1mol/l,產量太低,高于2mol/l,則生成的氧化亞銅顆粒太小,難以過濾,且易吸附氯化鎳而造成純度降低。
所述的加熱溫度為80-1000c,低于800c,不能得到氧化亞銅沉淀,水溶液溫度也不能高于沸點1000c;
所述的反應時間為0.5-8h,低于0.5h則部分氯化銅和銅未反應完全,氯化鎳中會存在大量的銅而純度較低,高于8h則氧化亞銅粒徑大且易被氧化為氧化銅,此外,能耗也較高。
本發明的制備方法操作簡單,易于控制,氧化亞銅得率>98.5%,六水合氯化鎳晶體得率>98%,產品純度高,大大降低了液相還原法制備氧化亞銅的成本以及解決了氯化物排放的難題。
具體實施方式
實施例1:將0.1mol/lph=5的氯化亞銅鹽酸溶液100ml,加入銅粉0.6355g,攪拌下加熱至1000c,加入碳酸鎳1.18g,反應0.5h,過濾,沉淀在600c下真空干燥得到氧化亞銅(含量98.5%),濾液在1000c下濃縮結晶,得到六水合氯化鎳晶體(含量98%)。
實施例2:將2mol/lph=1的氯化亞銅鹽酸溶液100ml,加入銅粉12.71g,攪拌下加熱至800c,加入氫氧化鎳19g,反應8h,過濾,沉淀在600c下真空干燥得到氧化亞銅(含量98.7%),濾液在1000c下濃縮結晶,得到六水合氯化鎳晶體(含量99.1%)。
實施例3:將1mol/lph=3的氯化亞銅鹽酸溶液100ml,加入銅粉6.355g,攪拌下加熱至1000c,加入碳酸鎳9.5g,反應6h,過濾,沉淀在600c下真空干燥得到氧化亞銅(含量99.1%),濾液在1000c下濃縮結晶,得到六水合氯化鎳晶體(含量98.7%)。
實施例4:將0.5mol/lph=4的氯化亞銅鹽酸溶液100ml,加入銅粉3.1775g,攪拌下加熱至1000c,加入碳酸鎳4.75g,反應3h,過濾,沉淀在600c下真空干燥得到氧化亞銅(含量99.5%),濾液在1000c下濃縮結晶,得到六水合氯化鎳晶體(含量98.3%)。