CN108249412B - 一种含keggin结构磷钼酸铁的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于磷钼酸盐制备领域，涉及一种含keggin结构磷钼酸铁的制备方法，采用液相法合成，以磷钼酸、氢氧化铁为原料，以蒸馏水为或乙醇作为溶剂，控制PH在1.0～3.0，在55～65℃的水浴条件下反应；减压蒸馏获得糊状物质，在70～90℃下干燥4～6h，得到橙色的磷钼酸铁。本发明工艺简单，反应物原料价格便宜，杂质离子含量低，收率高，有利于降低生产成本；所制备的Keggin结构的磷钼酸铁，满足在催化剂合成、药物合成、电化学运用、阻燃剂复配等方面应用的要求。
Description
技术领域
本发明属于磷钼酸盐制备领域，涉及一种含keggin结构磷钼酸铁的制备方法。
背景技术
随着第一个杂多酸盐-磷钼酸铵的成功合成，多酸化学慢慢成为无机化学一个重要的研究领域。杂多酸由不同种类的含两种或两种以上含氧酸根离子缩合而成的多聚态含氧离子，其中杂多化合物具有优异的特性：结构确定、与极性溶剂相溶性很好、同时具有酸性和氧化性。杂多酸盐相关反应能产生“假液相”行为而形成独特的反应场，可以调节分子或原子使其具有多功能。
由于含keggin结构磷钼酸盐在构型上的特殊性使其在催化剂合成、药物合成、电化学运用、与阻燃剂复配等方面具有巨大的前景。同时其研究的内容及相关领域的研究受到人们的广泛关注，对于含keggin结构磷钼酸盐的合成仍然是化学领域的重大挑战。
在本专利申请工作之前，还没有keggin结构磷钼酸铁化合物的报道，无论是专利文献还是科学论文都没有此方面的报道。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种含keggin结构磷钼酸铁的制备方法，采用液相法合成，以磷钼酸、氢氧化铁为原料，在一定PH和温度的条件下反应后，减压蒸馏干燥得到Keggin结构的磷钼酸铁。
一种含keggin结构磷钼酸铁的制备方法，其特征在于，所述磷钼酸铁采用液相法合成，包括以下步骤：
1)以磷钼酸、氢氧化铁为原料，分散在溶剂中，控制PH在1.0～3.0，在55～65℃的水浴条件下反应；
2)减压蒸馏获得糊状物质，在70～90℃下干燥4～6h，得到红褐色的磷钼酸铁；
所述溶剂为蒸馏水或乙醇。
具体的，所述PH值为1.0。
具体的，所述水浴温度为60℃。
具体的，所述制备方法中反应的终止条件为气泡释放殆尽，且氢氧化铁完全溶解。
具体的，所述干燥条件为80℃下4h。
本发明的有益效果在于：1)工艺简单，反应物原料价格便宜，杂质离子含量低，收率高，有利于降低生产成本；2)本发明所制备的Keggin结构的磷钼酸铁，满足在催化剂合成、药物合成、电化学运用、阻燃剂复配等方面应用的要求。
附图说明
图1是实施实例1制备的磷钼酸铁的红外光谱图；
图2是实施实例1制备的磷钼酸铁的EDS能谱图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明，但并不局限于此，凡采用对本发明技术方案同等替换或修改，而不脱离本发明技术原理及主旨，均应涵盖在本发明要求的保护范围。
实施例1
称取0.0119mol磷钼酸晶体放入烧杯，加入蒸馏水，玻璃杯搅拌，放入60℃温度的水浴条件下持续搅拌直至浑浊溶液变成黄色清液；称取0.0119mol Fe(OH)3加入磷钼酸溶液中，启动搅拌器，在60℃温度的水浴条件下反应，并持续充分搅拌，同时滴加磷钼酸溶液控制pH在1.0左右，得到红褐色沉淀，注意这里不能离心或者过滤，因为得到的沉淀很细，离心与过滤无法将沉淀与溶液分离，而应该将含沉淀的溶液减压蒸馏获得红褐色糊状物质，最后在80℃温度下鼓风干燥4h，得到褐色的磷钼酸铁20.50g，以Fe[PMo12O40]计，产率88.44％。
的红外光谱图数据所示，3420.1cm-1处强且宽的吸收峰与1622.2cm-1处相对较弱的吸收峰分别为H2O中H-O-H的伸缩振动与弯曲振动：783.1cm-1，866.4cm-1，962.3cm-1及1064.5cm-1四处吸收峰分别是[PMo12O40]3-的Keggin结构中的Mo-Oc-Mo、Mo-Ob-Mo、Mo＝Od以及P-Oa的反对称伸缩振动的四个特征峰；最右边的592.5cm-1处的吸收峰为PO4 3-的面内弯曲振动。以上红外结果证明了制备的磷钼酸铁样品中含[PMo12O40]3-结构的化合物的存在，而且其中可能含有结晶水以及磷酸盐杂质。
由图2的EDS能谱图数据所示，其中P/Fe计算摩尔比值为3.61，Mo/Fe计算摩尔比值为21.69，分析结果P/Fe与Mo/Fe比值分别为1与12，P/Fe实际摩尔比值高于理论摩尔比值2.61，而Mo/Fe的实际摩尔比值低于理论摩尔比值9.69。
实施例2
称取0.0129mol磷钼酸晶体放入烧杯，加入蒸馏水，玻璃杯搅拌，放入60℃温度的水浴条件下持续搅拌直至浑浊溶液变成黄色清液；称取0.0109mol Fe(OH)3加入磷钼酸溶液中，启动搅拌器，在65℃温度的水浴条件下反应，并持续充分搅拌，同时滴加磷钼酸溶液控制pH在2.0左右，得到红褐色沉淀，注意这里不能离心或者过滤，因为得到的沉淀很细，离心与过滤无法将沉淀与溶液分离，而应该将含沉淀的溶液减压蒸馏获得红褐色糊状物质，最后在80℃温度下鼓风干燥4h，得到褐色的磷钼酸铁20.38g，以Fe[PMo12O40]计，产率82.64％。
实施例3
称取0.01mol磷钼酸晶体放入烧杯，加入蒸馏水，玻璃杯搅拌，放入60℃温度的水浴条件下持续搅拌直至浑浊溶液变成黄色清液；称取0.0157mol Fe(OH)3加入磷钼酸溶液中，启动搅拌器，在55℃温度的水浴条件下反应，并持续充分搅拌，同时滴加磷钼酸溶液控制pH在3.0左右，得到红褐色沉淀，注意这里不能离心或者过滤，因为得到的沉淀很细，离心与过滤无法将沉淀与溶液分离，而应该将含沉淀的溶液减压蒸馏获得红褐色糊状物质，最后在70℃温度下鼓风干燥5h，得到褐色的磷钼酸铁15.47g，以Fe[PMo12O40]计，产率77.43％。
实施例4
称取0.0093mol磷钼酸晶体放入烧杯，加入蒸馏水，玻璃杯搅拌，放入60℃温度的水浴条件下持续搅拌直至浑浊溶液变成黄色清液；称取0.0162mol Fe(OH)3加入磷钼酸溶液中，启动搅拌器，在65℃温度的水浴条件下反应，并持续充分搅拌，同时滴加磷钼酸溶液控制pH在2.0左右，得到红褐色沉淀，注意这里不能离心或者过滤，因为得到的沉淀很细，离心与过滤无法将沉淀与溶液分离，而应该将含沉淀的溶液减压蒸馏获得红褐色糊状物质，最后在90℃温度下鼓风干燥4h，得到褐色的磷钼酸铁14.41g，以Fe[PMo12O40]计，产率77.35％。
实施例5
称取0.0141mol磷钼酸晶体放入烧杯，加入蒸馏水，玻璃杯搅拌，放入60℃温度的水浴条件下持续搅拌直至浑浊溶液变成黄色清液；称取0.0101mol Fe(OH)3加入磷钼酸溶液中，启动搅拌器，在65℃温度的水浴条件下反应，并持续充分搅拌，同时滴加磷钼酸溶液控制pH在3.0左右，得到红褐色沉淀，注意这里不能离心或者过滤，因为得到的沉淀很细，离心与过滤无法将沉淀与溶液分离，而应该将含沉淀的溶液减压蒸馏获得红褐色糊状物质，最后在90℃温度下鼓风干燥6h，得到褐色的磷钼酸铁20.98g，以Fe[PMo12O40]计，产率78.46％。
Claims (5)
1.一种含keggin结构磷钼酸铁的制备方法，其特征在于，所述磷钼酸铁采用液相法合成，包括以下步骤：
1)以磷钼酸、氢氧化铁为原料，以蒸馏水或乙醇为作为溶剂，控制pH 在1.0～3.0，在55～65℃的水浴条件下反应；
2)减压蒸馏获得糊状物质，在70～90℃下干燥4～6h，得到红褐色的磷钼酸铁。
2.根据权利要求1所述的含keggin结构磷钼酸铁的制备方法，其特征在于：所述PH值为1.0。
3.根据权利要求1所述的含keggin结构磷钼酸铁的制备方法，其特征在于：所述水浴温度为60℃。
4.根据权利要求1所述的含keggin结构磷钼酸铁的制备方法，其特征在于：所述制备方法中反应的终止条件为氢氧化铁耗尽，红褐色沉淀不再增加。
5.根据权利要求1所述的含keggin结构磷钼酸铁的制备方法，其特征在于：所述干燥条件为80℃下4h。
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