CN106745133B - 一种不溶于水的氢氧化物的制备方法 - Google Patents

一种不溶于水的氢氧化物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种不溶于水的氢氧化物的制备方法，所述方法包括如下步骤：1)将可酸溶出金属离子的原料采用硝酸溶解，分离后得到澄清溶液；所述可酸溶出金属离子的原料选自金属、金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐和金属碱式碳酸盐中的一种或几种的混合物；2)在所述澄清溶液中加入有机还原剂后形成反应体系，反应生成不溶于水的氢氧化物，固液分离后得到氢氧化物固体，洗涤除去所述氢氧化物固体中的杂质；所述有机还原剂选自醛类、酚类、醇类和酮类有机物中的一种或几种的混合物。所述方法中的体系引入的不挥发性杂质少，洗涤次数少，且制得产品的纯度高，为不溶于水的氢氧化物的制备提供了一种有效可行的方法。

Description

一种不溶于水的氢氧化物的制备方法
技术领域
本发明属于无机化工技术领域，尤其涉及一种不溶于水的氢氧化物的制备方法。
背景技术
不溶于水的氢氧化物是重要的氢氧化物化合物，用途随纯度而异，其在化学工业、涂料工业、新能源、农业、医药、食品等方面均有广泛的用途。
目前不溶于水的氢氧化物的制备方法主要采用沉淀法，首先制备可溶性的金属盐溶液，调节pH值形成不溶于水的氢氧化物，然后洗涤过滤得不溶于水的高纯氢氧化物。
由于不溶于水的氢氧化物一般难以洗涤，尤其是纳米和微米级的粉体，洗涤更困难，对于不溶于水的氢氧化物为降低杂质含量，所消耗的水量更是大。目前主流工艺在两个环节都引入了大量杂质，第一是制备可溶性的金属盐溶液，往往引入阴离子杂质，第二是调节pH值时，一般加入氨水或氢氧化钠，又引入阳离子杂质，使得不溶于水的氢氧化物的制备过程中洗涤变得尤为困难，并形成大量难以处理的化工废水。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种不溶于水的氢氧化物的制备方法，所述方法中的体系引入的不挥发性杂质少，洗涤次数及水量少，且制得产品的纯度高。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种不溶于水的氢氧化物的制备方法，所述方法包括如下步骤：
1)将可酸溶出金属离子的原料采用硝酸溶解，分离后得到澄清溶液；所述可酸溶出金属离子的原料选自金属、金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐和金属碱式碳酸盐中的一种或几种的混合物；
2)在所述澄清溶液中加入有机还原剂后形成反应体系，反应生成不溶于水的氢氧化物，固液分离后得到氢氧化物固体，洗涤除去所述氢氧化物固体中的杂质；所述有机还原剂选自醛类、酚类、醇类和酮类有机物中的一种或几种的混合物。
作为进一步的优选，所述步骤1)中，所述金属选自镁、铁、铝、铜、镍、钴、锰以及锌。
作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述反应时的温度为60～150℃。
作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述反应体系中生成的不溶于水的氢氧化物产率为0.1～99.99％。
作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述醛类有机物选自甲醛、甲酸、乙醛、乙二醛及苯甲醛。
作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述酚类有机物选自苯酚、对二苯酚及间二苯酚。
作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述醇类有机物选自甲醇、乙二醇、丙三醇及2-羟基丙酸。
作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述酮类有机物选自丙酮、环己酮及2，4-戊二酮。
本发明的有益效果是：本发明采用硝酸将可酸溶出金属离子的原料溶解，在溶解后的澄清溶液中再加入有机还原剂，反应体系发生氧化还原反应，得到不溶于水的氢氧化物沉淀，消耗了硝酸根，体系中阴离子杂质减少，同时有机还原剂只含有碳氢氧三种元素，未引入阳离子杂质和不挥发性杂质，并生成了二氧化碳和水，在达到相同纯度的前提下，本发明所制备的不溶于水的氢氧化物的洗涤次数大大减少，产生的化工废水也大大减少。
附图说明
图1为本发明实施例不溶于水的氢氧化物的制备方法的流程示意图。
图2为本发明实施例制备方法制得的氢氧化铝的扫描电镜图片。
具体实施方式
本发明通过提供一种不溶于水的氢氧化物的制备方法，解决了现有技术制备不溶于水的氢氧化物过程中，产品杂质含量高，洗涤水量大的缺陷。
为了解决上述缺陷，本发明实施例的主要思路是：
本发明实施例不溶于水的氢氧化物的制备方法，所述方法包括如下步骤：
1)将可酸溶出金属离子的原料采用硝酸溶解，分离后得到澄清溶液；所述可酸溶出金属离子的原料选自金属、金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐和金属碱式碳酸盐中的一种或几种的混合物；
2)在所述澄清溶液中加入有机还原剂后形成反应体系，反应生成不溶于水的氢氧化物，固液分离后得到氢氧化物固体，洗涤除去所述氢氧化物固体中的杂质；所述有机还原剂选自醛类、酚类、醇类和酮类有机物中的一种或几种的混合物。
所述金属包括但不限于镁、铁、铝、铜、镍、钴、锰以及锌。所述可酸溶出金属离子的原料中一般情况下含有杂质。
为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本发明所述之不溶于水的氢氧化物的制备方法。
实施例1
本发明实施例1不溶于水的氢氧化物的制备方法，首先将含有杂质的金属用硝酸溶解，过滤除去固体杂质得澄清溶液，然后向溶液中加入有机还原剂，在一定温度条件下反应，当反应体系中不溶于水的氢氧化物产率达到适当程度，然后过滤、洗涤，得不溶于水的高纯氢氧化物；
所述金属为铝，所得不溶于水的高纯氢氧化物为氢氧化铝。
所述一定温度条件下反应的温度为70℃。
所述反应体系中不溶于水的高纯氢氧化物产率达到适当程度为60％。
所述的有机还原剂为苯甲醛。
本发明实施例1实施效果，用与氢氧化铝3倍质量的水洗涤即可得高纯氢氧化铝，洗涤水量少，附图2为氢氧化铝扫描电镜图片。
实施例2
本发明实施例2不溶于水的氢氧化物的制备方法，首先将含有杂质的可酸溶出金属离子的原料用硝酸溶解，过滤除去固体杂质得澄清溶液，然后向溶液中加入有机还原剂，在一定温度条件下反应，当反应体系中不溶于水的氢氧化物产率达到适当程度，然后过滤、洗涤，得不溶于水的氢氧化物；
所述可酸溶出金属离子的原料为氢氧化镁。
所得不溶于水的氢氧化物为氢氧化镁。
所述一定温度条件下反应的温度为150℃。
所述反应体系中不溶于水的高纯氢氧化物产率达到适当程度为0.1％。
所述的有机还原剂为苯酚。
本发明实施例2实施效果，用与氢氧化镁2.5倍质量的水洗涤即可得高纯氢氧化镁，洗涤水量少。
实施例3
本发明实施例3不溶于水的氢氧化物的制备方法，首先将含有杂质的可酸溶出金属离子的原料用硝酸溶解，过滤除去固体杂质得澄清溶液，然后向溶液中加入有机还原剂，在一定温度条件下反应，当反应体系中不溶于水的氢氧化物产率达到适当程度，然后过滤、洗涤，得不溶于水的氢氧化物；
所述可酸溶出金属离子的原料为氧化锌和碳酸锌的混合物，氧化锌和碳酸锌的摩尔比为1:1。
所得不溶于水的氢氧化物为氢氧化锌。
所述一定温度条件下反应的温度为60℃。
所述反应体系中不溶于水的高纯氢氧化物产率达到适当程度为99.99％。
所述的有机还原剂为乙二醇。
本发明实施例3实施效果，用与氢氧化锌2.8倍质量的水洗涤即可得高纯氢氧化锌，洗涤水量少。
实施例4
本发明实施例4不溶于水的氢氧化物的制备方法，首先将含有杂质的可酸溶出金属离子的原料用硝酸溶解，过滤除去固体杂质得澄清溶液，然后向溶液中加入有机还原剂，在一定温度条件下反应，当反应体系中不溶于水的氢氧化物产率达到适当程度，然后过滤、洗涤，得不溶于水的氢氧化物；
所述可酸溶出金属离子的原料为碱式碳酸铜。
所得不溶于水的高纯氢氧化物为氢氧化铜。
所述一定温度条件下反应的温度为80℃。
所述反应体系中不溶于水的氢氧化物产率达到适当程度为88％。
所述的有机还原剂为甲醛和环己酮。所述甲醛和环己酮的摩尔比为9：1。
本发明实施例4实施效果，用与氢氧化铜3.5倍质量的水洗涤即可得高纯氢氧化铜，洗涤水量少。
实施例5
本发明实施例5不溶于水的氢氧化物的制备方法，首先将含有杂质的可酸溶出金属离子的原料用硝酸溶解，过滤除去固体杂质得澄清溶液，然后向溶液中加入有机还原剂，在一定温度条件下反应，当反应体系中不溶于水的氢氧化物产率达到适当程度，然后过滤、洗涤，得不溶于水的氢氧化物；
所述可酸溶出金属离子的原料为氧化镍。
所得不溶于水的高纯氢氧化物为氢氧化镍。
所述一定温度条件下反应的温度为130℃。
所述反应体系中不溶于水的高纯氢氧化物产率达到适当程度为30％。
所述的有机还原剂为2，4-戊二酮。
本发明实施例5实施效果，用与氢氧化镍3倍质量的水洗涤即可得高纯氢氧化镍，洗涤水量少。
实施例6
本发明实施例6不溶于水的氢氧化物的制备方法，首先将含有杂质的可酸溶出金属离子的原料用硝酸溶解，过滤除去固体杂质得澄清溶液，然后向溶液中加入有机还原剂，在一定温度条件下反应，当反应体系中不溶于水的氢氧化物产率达到适当程度，然后过滤、洗涤，得不溶于水的氢氧化物；
所述的可酸溶出金属离子的原料为氧化钴、氢氧化钴及碳酸钴的混合物，所述氧化钴、氢氧化钴、碳酸钴的摩尔比为1:2:3。
所得不溶于水的高纯氢氧化物为氢氧化钴。
所述一定温度条件下反应的温度为80℃。
所述反应体系中不溶于水的高纯氢氧化物产率达到适当程度为90％。
所述的有机还原剂为乙醛、对二苯酚及丙三醇。
所述乙醛：对二苯酚：丙三醇摩尔比为3:2:0.5。
本发明实施例6实施效果，用与氢氧化钴2.8倍质量的水洗涤即可得高纯氢氧化钴，洗涤水量少。
实施例7
本发明实施例7不溶于水的氢氧化物的制备方法，首先将含有杂质的可酸溶出金属离子的原料用硝酸溶解，过滤除去固体杂质得澄清溶液，然后向溶液中加入有机还原剂，在一定温度条件下反应，当反应体系中不溶于水的氢氧化物产率达到适当程度，然后过滤、洗涤，得不溶于水的氢氧化物，反应中产生的氮氧化物制备成硝酸后循环使用；
所述可酸溶出金属离子的原料为铁及氧化铁。所述金属铁和氧化铁的混合的摩尔比为98:1，所得不溶于水的高纯氢氧化物为氢氧化铁。
所述一定温度条件下反应的温度为110℃。
所述反应体系中不溶于水的高纯氢氧化物产率达到适当程度为98％。
所述的有机还原剂为甲酸。
本发明实施例7实施效果，用与氢氧化铁3.2倍质量的水洗涤即可得高纯氢氧化铁，洗涤水量少，产品粒度均匀。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本发明采用硝酸将可酸溶出金属离子的原料溶解，在溶解后的澄清溶液中再加入有机还原剂，反应体系发生氧化还原反应，得到不溶于水的氢氧化物沉淀，消耗了硝酸根，体系中阴离子杂质减少，同时有机还原剂只含有碳氢氧三种元素，未引入阳离子杂质和不挥发性杂质，并生成了二氧化碳和水，在达到相同纯度的前提下，本发明所制备的不溶于水的氢氧化物的洗涤次数大大减少，产生的化工废水也大大减少。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种不溶于水的氢氧化物的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
1)将可酸溶出金属离子的原料采用硝酸溶解，分离后得到澄清溶液；所述可酸溶出金属离子的原料选自金属、金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐和金属碱式碳酸盐中的一种或几种的混合物；
2)在所述澄清溶液中加入有机还原剂后形成反应体系，反应生成不溶于水的氢氧化物，固液分离后得到氢氧化物固体，洗涤除去所述氢氧化物固体中的杂质；所述有机还原剂选自醛类、酚类、醇类和酮类有机物中的一种或几种的混合物；
所述步骤1)中，所述金属选自镁、铁、铝、铜、镍、钴、锰以及锌；
所述步骤2)中，所述醛类有机物选自甲醛、甲酸、乙醛、乙二醛及苯甲醛；所述酚类有机物选自苯酚、对二苯酚及间二苯酚；所述醇类有机物选自甲醇、乙二醇、丙三醇及2-羟基丙酸；所述酮类有机物选自丙酮、环己酮及2，4-戊二酮。
2.根据权利要求1所述的不溶于水的氢氧化物的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述反应时的温度为60～150℃。
3.根据权利要求1所述的不溶于水的氢氧化物的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述反应体系中生成的不溶于水的氢氧化物产率为0.1～99.99％。
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