CN106430334A

CN106430334A - 一种硝酸钯溶液的制备方法

Info

Publication number: CN106430334A
Application number: CN201611007871.1A
Authority: CN
Inventors: 罗凤兰; 万伟建; 罗维凡; 刘庆宾; 吴保安; 唐会毅; 陈小军; 翟步英
Original assignee: Chongqing Materials Research Institute Co Ltd
Current assignee: Chongqing Materials Research Institute Co Ltd
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2017-02-22

Abstract

一种硝酸钯溶液的制备方法，取1体积份浓硝酸与4体积份浓盐酸混合制备溶剂A，用于溶解金属钯粉，溶解完全后赶硝，加入水合肼还原，得钯黑，所得钯黑放入反应器内，加入去离子水、浓硝酸溶解，冷却至室温，过滤，得到硝酸钯溶液。本制备方法操作简便、工艺流程短、生产效率高、产品一致性好的硝酸钯溶液的制备方法，金属钯的溶解率高，超过99.5%，所得硝酸钯溶液氯离子含量极低，能有效避免硝酸钯催化剂中毒。

Description

一种硝酸钯溶液的制备方法

技术领域

本发明涉及硝酸钯精细化工领域，特别涉及一种硝酸钯溶液的制备方法。

背景技术

由于氯离子会造成硝酸钯催化剂中毒，影响催化效果，故要求硝酸钯溶液中的氯离子含量极低。

理论上，高纯钯粉可以直接溶于硝酸中，制得硝酸钯溶液，且制备得到的硝酸钯溶液中氯离子含量极低。但由于不同生产厂商在制备钯粉时，工艺条件控制有差异，造成钯粉的粒度及溶解活性有较大差异，导致这些钯粉常常是微溶于硝酸，故直接用硝酸溶解钯粉制备硝酸钯溶液是很困难的。目前，也有通过改变原料钯粉的活性，再用硝酸溶解得到硝酸钯的制备方法，在制备过程中，由于钯粉原料用少量王水进行控量溶解处理，还原后再用硝酸溶解，因此不能精确控制钯粉原料的溶解率，未溶解的原料钯粉与还原得到的钯粉活化程度不一致，后续用硝酸溶解过程中，部分钯粉微溶，影响硝酸钯成品率。

发明内容

本发明克服了现有技术中钯溶解不完全，工艺过程难以控制等缺点，提供了一种操作简便、工艺流程短、生产效率高、产品一致性好的硝酸钯溶液的制备方法，金属钯的溶解率高，超过99.5%，所得硝酸钯溶液氯离子含量极低，能有效避免硝酸钯催化剂中毒。

本发明的技术方案是：一种硝酸钯溶液的制备方法，具有以下步骤：

1）取1体积份浓硝酸与4体积份浓盐酸混合，制备得到溶剂A，其中浓硝酸的质量分数为65%，浓盐酸的质量分数为37%；

2）称取金属钯粉放入反应器内，向反应器内分批加入步骤1）制得的溶剂A，加热至金属钯粉完全溶解，边浓缩边加浓盐酸赶硝，至无黄烟冒出，加去离子水调节钯浓度为100g/L～250g/L；

3）加入水合肼还原，至无气泡冒出，沉淀用去离子水彻底漂洗，得钯黑；

4）将步骤3）所得钯黑放入反应器内，加入温度为30～60℃的去离子水，去离子水与钯黑的体积：质量比为2～5：1；加入温度为60～100℃的浓硝酸溶解，浓硝酸与钯黑的体积：质量比为2～4：1；保温2～4h，冷却至室温，过滤，得到硝酸钯溶液。

所述步骤2）分批加入的溶剂A，溶剂A与金属钯粉的总体积：质量比为5～10：1。

所述步骤3）加入的水合肼质量分数为80%，水合肼与金属钯粉的体积：质量比为2～3：1。

所述步骤3）所述的彻底漂洗，是用去离子水漂洗沉淀，漂洗液用10%浓度的AgNO₃溶液检验，若无白色沉淀生成，则为彻底漂洗。

采用上述技术方案具有以下有益效果：

（1）按照本发明所述浓硝酸、浓盐酸配比制备的溶剂A，在溶解金属钯的过程中，按照反应方程式“3Pd+4HNO₃+18HCl→3H₂PdCl₆+8H₂O+4NO↑”与钯反应，氯离子与钯形成配位离子，对氯离子的消耗大，本发明制备的溶剂A中的氯离子浓度高，提高了与钯的反应速度，能够快速完全溶解各种状态的金属钯，金属钯全部转化为液相，还可以减少赶硝时盐酸的加入量，缩短了赶硝时间，提高了硝酸钯制备过程的整体效率。

（2）水合肼还原在室温下进行，反应条件温和，具有方便、快速的优点，还原得到的钯黑活性高，粒度和溶解活性一致，后续用热浓硝酸溶解钯黑制得硝酸钯成品的制备方法简单、效率高，未溶解的钯黑量低于0.5%。

（3）还原得到的钯黑除氯彻底，溶解钯黑的过程中无氯引入，制得的成品硝酸钯溶液中氯离子含量极低，能有效避免硝酸钯催化剂中毒。

本发明所用试剂中，浓硝酸的质量分数为65%，浓盐酸的质量分数为37%，水合肼的质量分数为80%，金属钯粉的纯度大于99.95%。

具体实施方式

实施例一：

取浓硝酸100ml、浓盐酸400ml，混合均匀，制备得到溶剂A。

称量金属钯粉100g,放于反应器中。将溶剂A分批加入装有金属钯粉的反应器中，首次加入的溶剂A体积为200ml，后续每次加入溶剂A的体积均为100ml，加入时机为无大量黄色气体冒出后。加热溶解后，浓缩溶解液，浓缩至300ml时，加浓盐酸赶硝，至无黄烟冒出，即赶硝完成。往反应器里补充去离子水稀释至1L，使溶液中钯浓度为100g/L。搅拌状态下加入还原剂水合肼200ml，还原反应放出大量气体（氮气）和水蒸汽，静置10～15分钟，至无气泡冒出，沉淀用去离子水彻底漂洗，得到钯黑，漂洗液用10%AgNO₃溶液检验，若无白色沉淀生成，则漂洗彻底。将漂洗后的钯黑放入反应器中，往反应器中加入30～60℃的去离子水200ml，再加入60℃的热浓硝酸200ml，进行溶解。60℃保温4小时。冷却至室温，过滤，得硝酸钯溶液成品，未溶解钯黑量为0.4%。

实施例二

取浓硝酸300ml、浓盐酸1200ml，混合均匀，制备得到溶剂A。

称量金属钯粉180g，放于反应器中。将溶剂A分批加入装有金属钯粉的反应器中，首次加入的溶剂A体积为450ml，后续每次加入溶剂A的体积均为350ml，加入时机为无大量黄色气体冒出后。加热溶解后，浓缩溶解液，浓缩至600ml时，加浓盐酸赶硝，至无黄烟冒出，即赶硝完成。往反应器里补充去离子水稀释至1L，使溶液中钯浓度为180g/L。搅拌状态下加入还原剂水合肼550ml，还原反应放出大量气体（氮气）和水蒸汽，静置10～15分钟，至无气泡冒出，沉淀用去离子水彻底漂洗，得到钯黑，漂洗液用10%AgNO₃溶液检验，若无白色沉淀生成，则漂洗彻底。将漂洗后的钯黑放入反应器中，往反应器中加入30～60℃的去离子水650ml，再加入70℃的热浓硝酸550ml，进行溶解。70℃保温3小时。冷却至室温，过滤，得硝酸钯溶液成品，未溶解钯黑量为0.2%。

实施例三

取浓硝酸500ml、浓盐酸2000ml，混合均匀，制备得到溶剂A。

称量金属钯粉250g，放于反应器中。将溶剂A分批加入装有金属钯粉的反应器中，首次加入的溶剂A体积为500ml，后续每次加入溶剂A的体积均为500ml，加入时机为无大量黄色气体冒出后。加热溶解后，浓缩溶解液，浓缩至750ml时，加浓盐酸赶硝，至无黄烟冒出，即赶硝完成。往反应器里补充去离子水稀释至1L，使溶液中钯浓度250g/L。搅拌状态下加入还原剂水合肼750ml，还原反应放出大量气体（氮气）和水蒸汽，静置10～15分钟，至无气泡冒出，沉淀用去离子水彻底漂洗，得到钯黑，漂洗液用10%AgNO₃溶液检验，若无白色沉淀生成，则漂洗彻底。将漂洗后的钯黑放入反应器中，往反应器中加入30～60℃的去离子水1250ml，再加入80℃的热浓硝酸1000ml，进行溶解。60℃保温2小时。冷却至室温，过滤，得硝酸钯溶液成品，未溶解钯黑量为0.1%。

Claims

1.一种硝酸钯溶液的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：

1)取1体积份浓硝酸与4体积份浓盐酸混合，制备得到溶剂A，其中浓硝酸的质量分数为65％，浓盐酸的质量分数为37％；

2)称取金属钯粉放入反应器内，向反应器内分批加入步骤1)制得的溶剂A，加热至金属钯粉完全溶解，边浓缩边加浓盐酸赶硝，至无黄烟冒出，加去离子水调节钯浓度为100g/L～250g/L；

3)加入水合肼还原，至无气泡冒出，沉淀用去离子水彻底漂洗，得钯黑；

4)将步骤3)所得钯黑放入反应器内，加入温度为30～60℃的去离子水，去离子水与钯黑的体积：质量比为2～5：1；加入温度为60～100℃的浓硝酸溶解，浓硝酸与钯黑的体积：质量比为2～4：1；保温2～4h，冷却至室温，过滤，得到硝酸钯溶液。

2.根据权利要求1所述的硝酸钯溶液的制备方法，其特征在于：所述步骤2)分批加入的溶剂A，溶剂A与金属钯粉的总体积：质量比为5～10：1。

3.根据权利要求1所述的硝酸钯溶液的制备方法，其特征在于：所述步骤3)加入的水合肼质量分数为80％，水合肼与金属钯粉的体积：质量比为2～3：1。

4.根据权利要求1所述的硝酸钯溶液的制备方法，其特征在于：所述步骤3)所述的彻底漂洗，是用去离子水漂洗沉淀，漂洗液用10％浓度的AgNO₃溶液检验，若无白色沉淀生成，则为彻底漂洗。