一種二氯四氨合鈀的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種二氯四氨合鈀的制備方法，屬于無機化合物領域。
技術背景
[0002]四氨合鈀(II)類化合物([Pd(NH3)JX2,X = Cl、Br、N02、N03、Ac0、S04、C204等)是一類重要的鈀化合物，廣泛應用于化學催化及電鍍工業。其中，二氯四氨合鈀是最易得的四氨合鈀類產品，也是制備其它四氨合鈀類化合物的必經中間體或前驅體。因此，對二氯四氨合鈀的制備工藝進行優化，以使其制備原料更易得、反應時間更短、產品純度更高，具有積極的現實意義和廣闊的應用前景。
[0003]目前，二氯四氨合鈀的制備方法按起始原料可分為四大類:
[0004]第一類是以氯化鈀(PdCl2)為起始原料，將氯化鈀溶于稀鹽酸中得到氯鈀酸溶液，再滴加足量的氨水即可得到二氯四氨合鈀；
[0005]第二類是以氯鈀酸類化合物(X2PdCl4, X =隊似、順4等)為起始原料，將氯鈀酸類化合物溶于水中得到溶液，再滴加足量的氨水即可得到二氯四氨合鈀；
[0006]第三類是以四氯合鈀酸四氨合鈀(Pd(NH3)4.PdCl4)為起始原料，將其溶于足量的氨水中即可制備得到二氯四氨合鈀；
[0007]第四類是以二氯二氨合鈀(Pd(NH3)2Cl2)為起始原料，將二氯二氨合鈀溶于足量的氨水中即可得到二氯四氨合鈀。
[0008]如上所述，第一類和第二類方法是當前制備二氯四氨合鈀最常用的方法，例如，由美國 McGraw-Hill 公司出版、Henry F.Holtzclaw 主編的 Inorganic Syntheses 第八卷；中南大學出版社出版、杜新玲等主編的《貴金屬冶金技術》；化學工業出版社出版、周全法等主編的《貴金屬深加工工程》;化學工業出版社出版、于建民等主編的《貴金屬化合物及配合物合成手冊》；以及王大維等發表于《貴金屬》第35卷第SI期的文章均采用了上述第二類方法制備二氯四氨合鈀。該工藝方法的流程簡單、易于操作，但反應時間較長，并且需要加入過量的氨水才能使(PdCl4) 2_完全轉化為Pd (NH 3) 42+，再者，反應過程中加入的過量氨水對后續的分離和提純帶來較大的工作量，非常不利于產品的純化處理。而對于上述第三類和第四類二氯四氨合鈀的制備方法，目前只有化學工業出版社出版、于建民等主編的《貴金屬化合物及配合物合成手冊》中有提及。由于這兩種合成工藝的起始原料不易得到，因而在實際生產中很少采用。
[0009]鑒于此，如何對二氯四氨合鈀的制備方法進行優化和改進，以有效縮短反應時間、簡化產品的分離提純工序，是本領域亟待解決的技術難題。
【發明內容】
[0010]本發明解決的是現有技術中的二氯四氨合鈀的制備方法所存在的反應時間長、產品分離提純困難的問題，進而提供一種可有效縮短反應時間、簡化產品的分離提純工序、提高反應收率的二氯四氨合鈀的制備方法。
[0011]本發明解決上述技術問題采用的技術方案為:
[0012]一種二氯四氨合鈀的制備方法，至少包括如下步驟:
[0013]在280-380nm的紫外光照射下，氯鈀酸與氨氣發生反應，生成二氯四氨合鈀。
[0014]所述紫外光的強度與所述氯鈀酸中鈀的質量之比為600_60000cd/g。
[0015]所述紫外光垂直入射至氯鈀酸與氨氣的反應體系中。
[0016]反應器管與多個紫外燈管平行設置，所述紫外燈管圍繞所述反應器管等距離間隔設置，且所述反應器管與每個所述紫外燈管之間的距離相等。
[0017]在氯鈀酸與氨氣的反應體系中鈀的含量小于60g/L。
[0018]所述氨氣的純度為99.99 % -99.999 %。
[0019]所述氨氣經氣體分布器進入至氯鈀酸與氨氣的反應體系中。
[0020]所述氨氣與所述氯鈀酸的摩爾比為4: 1
[0021]待反應完成后，將反應體系過濾，加熱濾液至液面出現晶膜時停止加熱，冷卻析晶，收集并干燥結晶物，即得所述二氯四氨合鈀。
[0022]本發明所述的二氯四氨合鈀的制備方法，首次在其制備過程中采用280-380nm的紫外光來照射反應體系，以起到活化氯鈀酸中的Pd-Ci配位鍵的作用，使得該配位鍵的成鍵軌道上的電子對獲得足夠的能量而躍迀至反鍵軌道上，從而極大地增加了氯鈀酸中的(PdCl4)2-的不穩定性，有效加速了(PdCl 4)2-的解離，進而增大了氨氣中的氨分子與中心離子Pd2+發生接觸和碰撞的機率，有利于提高反應速率，加快了二氯四氨合鈀的生成，本發明的制備方法可在短時間內使氯鈀酸幾乎完全轉化成二氯四氨合鈀，大大縮短了反應時間，同時也避免使用大量的氨，有利于產物的分離和純化。本發明限定紫外光的強度與氯鈀酸中鈕的質量之比為600-60000cd/g，并進一步限定紫外光垂直入射至氯鈕酸與氨氣的反應體系中，以保證單位體積反應體系中的氯鈀酸可以獲得盡可能高的紫外光能量，有助于增大氯鈀酸中的(PdCl4)2-的不穩定性，從而提高氯鈀酸與氨氣的反應速率。優選地，本發明中的反應器管與多個紫外燈管平行設置，所述紫外燈管圍繞所述反應器管等距離間隔設置，且所述反應器管與每個所述紫外燈管之間的距離相等，以確保位于反應器管內的單位體積反應體系接收的紫外光能量相同，進而有利于提高反應速率，縮短反應時間。
[0023]與現有技術中的二氯四氨合鈀的制備方法相比，本發明所述的二氯四氨合鈀的制備方法具有如下優點:
[0024](I)本發明所述的二氯四氨合鈀的制備方法，首次在其制備過程中采用280-380nm的紫外光來照射反應體系，可有效加速氯鈀酸中的(PdCl4)2_的解離，有利于提高反應速率以加快二氯四氨合鈀的生成，與現有技術制備二氯四氨合鈀的方法相比，本發明的制備方法能夠在短時間內使氯鈀酸完全轉化為二氯四氨合鈀，大大縮短了反應時間，減少了鈀的損失，從而有利于提高產品收率，使得本發明所述的制備方法的收率可高達98%以上。
[0025](2)本發明所述的二氯四氨合鈀的制備方法，使用氨氣代替傳統工藝中的氨水進行反應，更易于控制反應進程，也使得本發明的制備方法可適用于連續性的生產工藝。并且，本發明中氨氣的實際用量僅為其理論用量，與傳統工藝中需要至少過量I倍的氨水相比，本發明的制備方法有效減少了氨的用量，也便于后續產物的分離和提純，同時有助于提高產品的收率和純度，極大地節省了人力物力，降低生產成本。
[0026](3)本發明所述的二氯四氨合鈀的制備方法是在室溫環境下發生的反應，使得反應條件溫和，更易于操作。并且，依照本發明的制備方法得到的二氯四氨合鈀中幾乎不含有雜質氨，鈀的含量可達43.3%，屬于高純度的二氯四氨合鈀產品。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體實施例對本發明提供的二氯四氨合鈀的制備方法進行詳細說明。
[0028]實施例1
[0029]本實施例所述的二氯四氨合鈀的制備方法，包括如下步驟:
[0030]將17.73g的氯化鈀粉末分批加入至200ml、lmol/L的鹽酸溶液中，攪拌30min至氯化鈀粉末完全溶解，即得到氯鈀酸溶液；
[0031]將上述氯鈀酸溶液轉移到透光性良好的反應器管中，并向其中加入500ml的去離子水，再將該反應器管置于紫外光化學反應器中，打開紫外燈(紫外光的波長設定為280nm，其強度與鈀的質量之比為60000cd/g)，并使紫外光垂直入射至反應器管內；使用質量流量計并經氣體分布器以5ml/s的流量向氯鈀酸的水溶液底部通入氨氣32.6min ;將反應液加熱濃縮至液面出現一層晶膜時停止加熱，自然冷卻結晶，濾出結晶物，并將所得的淺黃色晶體置于真空度為40Kpa、60°C的真空烘箱中干燥24h，得到二氯四氨合鈀24.10g，收率為 98.09%o
[0032]經原子發射光譜測定，產品中鈀的含量為43.3%。
[0033]在本實施例中，所述紫外光化學反應器設置有3個紫外燈管，3個所述紫外燈管圍繞所述反應器管等距離間隔設置，并與所述反應器管相平行，所述反應器管與每個所述紫外燈管之間的距離相等。
[0034]實施例2
[0035]本實施例所述的二氯四氨合鈀的制備方法，包括如下步驟:
[0036]將17.73g氯化鈀粉末分批加入至200ml、lmol/L的鹽酸溶液中，攪拌45min至氯化鈀粉末完全溶解，即得氯鈀酸溶液；
[0037]將上述氯鈀酸溶液轉移到透光性良好的反應器管中，并向其中加入750ml的去離子水，將該反應器管置于紫外光化學反應器中，打開紫外燈(紫外光的波長設定為380nm，其強度與鈀的質量之比為30000cd/g)，并使紫外光垂直入射至反應器管內；使用質量流量計并經氣體分布器以4ml/s的流量向氯鈕酸的水溶液底部通入氨氣40.8min ;將反應液加熱濃縮至液面出現一層晶膜時停止加熱，自然冷卻結晶，濾出結晶物，并將所得淺黃色晶體置于真空度為60Kpa、80°C的真空烘箱干燥24h，得到二氯四氨合鈀24.13g，收率