CN110194468B - 一种In2.24(NCN)3粉体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种In2.24(NCN)3粉体的制备方法，该方法先按照In:N摩尔比为1:1～1:40，将铟源和氮源充分混合于溶剂中，然后蒸干溶剂，所得固体混合物在焙烧气氛中500～700℃焙烧1～5h，即得到高纯度In2.24(NCN)3粉体。其中所述铟源为氧化铟、碘化铟、硝酸铟、氯化铟中任意一种；所述氮源为尿素或三聚氰胺；所述溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、丙酮中任意一种；所述焙烧气氛为氩气或氦气。本发明方法具有原料来源范围广，生产工艺环保、操作简便、安全，产品纯度高、成本低廉等优点。

Description

一种In2.24(NCN)3粉体的制备方法
技术领域
本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种In2.24(NCN)3粉体的制备方法。
背景技术
金属氰胺是一类具有重要工业应用价值的材料，在发光材料中，金属氰氨化物作为性质优异的晶体材料已受到广泛的关注。目前，对于金属氰氨化物的制备，已经有一些文献报道。例如：Tang等人(A ferromagnetic carbodiimide:Cr2(NCN)3, Angewandte ChemieInternational Edition,2010,49(28):4738-4742)在2010年成功的合成了Cr2(CN2)5，并深入研究了该物质在磁性材料方面的应用。2011年Krings等人(α-SrCN2:Eu2+-A novelefficient orange-emitting phosphor,Chemistry of Materials, 2011,23(7):1694-1699)通过高温固相法制备出α-SrCN2、β-SrCN2材料以及β-SrCN2:Eu2+和α-SrCN2:Eu2+发光荧光粉。其制备的发光荧光粉主要发红橙光，使其在白光LED领域的应用开辟了新纪元。由于氰氨基本身具有发光性能，其与金属离子相互作用后，使其对光具有较强的吸收，金属离子间能量传递过程加快，使这类材料在发光领域具有广泛的应用价值。另外，在碱土金属中，氰氨基呈线性排列方式与碱土金属离子直接相连，这种连接方式，导致碱土金属氰氨化物变为间接带结构，禁带宽度发生很大的变化，使这类材料拥有了足够大的晶格空间来接纳激活剂的基态和激发态。这一优异特性，使它成为重要的发光基质材料以及光催化剂材料。
随着对这类材料研究的深入，研究者开发了多种制备方法。目前，金属氰氨化物的主要制备方法有：1)高温固相法；2)有机金属前驱体法；3)溶胶-凝胶法；4) 静电纺丝法等。虽然，合成方法众多，但对In2.24(NCN)3化合物的报道甚少。
1995年Dronskowski(In2.24(NCN)3and NaIn(NCN)2:Synthesis and CrystalStructures of New Main Group Metal Cyanamides,Zeitschrift für NaturforschungB,1995, 50(8):1245-1251)首次以InBr和干燥NaCN为原料，在真空安瓿瓶中400℃下保持一周。然后，转移到另一个安瓿瓶中，再在400～500℃梯度下保持一个月，即在安瓿瓶较冷的部位得到In2.24(NCN)3粉末。该方法首次得到了In2.24(NCN)3单晶产物，但耗时长，不易量产，且所用安瓿瓶危险系数高。更重要的是InBr原料难以得到，而NaCN原料有剧毒，反应过程中还会产生有毒有害的气体Br2等。因此，该过程对环境不友好，没有规模化生产的前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料来源易得、价格低廉，操作步骤简便、安全，可快速、规模化生产In2.24(NCN)3粉体的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：按照In:N摩尔比为1:1～1:40，将铟源和氮源充分混合于溶剂中，然后蒸干溶剂，将所得固体混合物在焙烧气氛中 500～700℃焙烧1～5h，得到高纯度In2.24(NCN)3粉体。
上述的铟源为氧化铟、碘化铟、硝酸铟、氯化铟中任意一种。
上述的氮源为尿素或三聚氰胺。
上述的溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、丙酮中任意一种。
上述的焙烧气氛为氦气或氩气。
上述制备方法中，优选铟源和氮源中In:N的摩尔比1:15～1:25。
上述制备方法中，优选将所得固体混合物在焙烧气氛中600～650℃焙烧4～5 h。
本发明的有益效果如下：
本发明以氧化铟、碘化铟、硝酸铟、氯化铟为铟源，以三聚氰胺、尿素为氮源，先将铟源和氮源充分混合于溶剂中，然后蒸干溶剂，在高温下焙烧一步合成了 In2.24(NCN)3粉体。本发明方法工艺操作步骤简便、安全，产品成本低廉，制备周期短，且所获得In2.24(NCN)3粉体纯度高，适合规模化生产。
附图说明
图1是实施例1～7中不同In:N摩尔比制备的In2.24(NCN)3粉体的XRD图。
图2是实施例4及实施例8～10中650℃焙烧不同时间制备的In2.24(NCN)3粉体的XRD图。
图3是实施例8及实施例11～13中不同焙烧温度制备的In2.24(NCN)3粉体的 XRD图。
图4是实施例14～17中不同氮源或铟源制备的In2.24(NCN)3粉体的XRD图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
水合硝酸铟(化学式，In(NO3)3·xH2O)，CAS号：237-393-5。
氧化铟(化学式，In2O3)，CAS号：1312-43-2。
碘化铟(化学式，InI3)，CAS号：13510-35-5。
氯化铟(化学式，InCl3·4H2O)，CAS号：22519-64-8。
尿素(分子式，CH4N2O)，CAS号：57-13-6。
三聚氰胺(分子式，C3H6N6)，CAS号：108-78-1。
乙醇(分子式，C2H6O)，CAS号：64-17-5。
甲醇(分子式，CH4O)，CAS号：67-56-1。
丙酮(分子式，CH3COCH3)，CAS号：67-64-1。
实施例1
按照In:N摩尔比为1:1，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和0.1051g(0.83mmol)三聚氰胺溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧3h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例2
按照In:N摩尔比为1:5，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和0.5255g(4.2mmol)三聚氰胺溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧3h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例3
按照In:N摩尔比为1:10，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和1.0510g(8.3mmol)三聚氰胺溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧3h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例4
按照In:N摩尔比为1:18，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和1.8910g(15mmol)三聚氰胺溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧3h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例5
按照In:N摩尔比为1:25，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和2.6275g(20.8mmol)三聚氰胺溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧3h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例6
按照In:N摩尔比为1:30，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和3.1530g(25.0mmol)三聚氰胺溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧3h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例7
按照In:N摩尔比为1:40，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和4.2040g(33.3mmol)三聚氰胺溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧3h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例8
按照In:N摩尔比为1:18，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和1.8910g(15mmol)三聚氰胺溶解于15mL乙醇中使其均匀混合，然后在45℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧5h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例9
按照In:N摩尔比为1:18，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和1.8910g(15mmol)三聚氰胺溶解于15mL乙醇中使其均匀混合，然后在45℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氦气气氛中650℃焙烧3.5h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例10
按照In:N摩尔比为1:18，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和1.8910g(15mmol)三聚氰胺溶解于15mL乙醇中使其均匀混合，然后在45℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氦气气氛中650℃焙烧1h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例11
按照In:N摩尔比为1:18，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和1.8910g(15mmol)三聚氰胺溶解于15mL乙醇中使其均匀混合，然后在45℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氦气气氛中500℃焙烧5h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例12
按照In:N摩尔比为1:18，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和1.8910g(15mmol)三聚氰胺溶解于15mL丙酮中使其均匀混合，然后在35℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氦气气氛中550℃焙烧5h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例13
按照In:N摩尔比为1:18，分别称取1.5041g(5mmol)水合硝酸铟和1.8910g(15mmol)三聚氰胺溶解于15mL去离子水中使其均匀混合，然后在80℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氦气气氛中600℃焙烧5h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例14
按照In:N摩尔比为1:6，分别称取0.3008g(1mmol)水合硝酸铟和1.8811g (3mmol)尿素溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氦气气氛中650℃焙烧5h，自然冷却至常温，得到 In2.24(NCN)3粉体。
实施例15
按照In:N摩尔比为1:9，分别称取1.3882g(5mmol)氧化铟和1.8910g(15mmol) 三聚氰胺于15mL甲醇中均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧5h，自然冷却至常温，得到In2.24(NCN)3粉体。
实施例16
按照In:N摩尔比为1:18，分别称取1.1059g(5mmol)氯化铟和1.8910g(15 mmol)三聚氰胺溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氦气气氛中650℃焙烧5h，自然冷却至常温，得到 In2.24(NCN)3粉体。
实施例17
按照In:N摩尔比为1:18，分别称取2.4776g(5mmol)碘化铟和1.8910g(15 mmol)三聚氰胺溶解于15mL甲醇中使其均匀混合，然后在50℃下旋转蒸发蒸干溶剂，将所得固体混合物在氩气气氛中650℃焙烧5h，自然冷却至常温，得到 In2.24(NCN)3粉体。
对上述实施例1～17所得样品进行XRD表征，结果见图1～4。由图可见，所得样品的XRD衍射峰与In2.24(NCN)3标准衍射峰一致，表明所制备的粉体为 In2.24(NCN)3。其中，实施例8和实施例14～17所制备的粉体的特征峰强度大，表明所制备的化合物具有很高的结晶度。在2θ值为18～40°的衍射峰区域利用 Debye-Scherrer公式分别计算出实施例8和实施例14～17制备的In2.24(NCN)3的平均晶粒尺寸分别为117.3、89.9、59.4、84.6和75.3nm。

Claims (3)

1.一种In2.24(NCN)3粉体的制备方法，其特征在于：按照In:N摩尔比为1:15～1:25，将铟源和氮源充分混合在溶剂中，然后蒸干溶剂，将所得固体混合物在焙烧气氛中500～700 ℃焙烧1～6 h，得到高纯度In2.24(NCN)3粉体；
上述的铟源为氧化铟、碘化铟、硝酸铟、氯化铟中任意一种；
上述的氮源为尿素或三聚氰胺；
所述的溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、丙酮中任意一种。
2.根据权利要求1所述的In2.24(NCN)3粉体的制备方法，其特征在于：将所得固体混合物在焙烧气氛中600～650 ℃焙烧4～5 h。
3.根据权利要求1或2所述的In2.24(NCN)3粉体的制备方法，其特征在于：所述的焙烧气氛为氦气或氩气。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB905959A (en) * 1959-07-11 1962-09-12 Ct Ricerche Metallurg S P A Method for the preparation of a zinc cyanamide
SU1111992A1 (ru) * 1982-06-18 1984-09-07 Предприятие П/Я Г-4302 Способ получени цианамида свинца
WO2003080749A2 (en) * 2002-03-22 2003-10-02 Dsm Ip Assets B.V. Curable composition, cured product, and laminate
WO2013141164A1 (ja) * 2012-03-23 2013-09-26 日産化学工業株式会社 シアナミド亜鉛の製造方法
CN109569688A (zh) * 2018-11-28 2019-04-05 长沙学院 一种碳、氮共掺杂偏铟酸钾光催化材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB905959A (en) * 1959-07-11 1962-09-12 Ct Ricerche Metallurg S P A Method for the preparation of a zinc cyanamide
SU1111992A1 (ru) * 1982-06-18 1984-09-07 Предприятие П/Я Г-4302 Способ получени цианамида свинца
WO2003080749A2 (en) * 2002-03-22 2003-10-02 Dsm Ip Assets B.V. Curable composition, cured product, and laminate
WO2013141164A1 (ja) * 2012-03-23 2013-09-26 日産化学工業株式会社 シアナミド亜鉛の製造方法
TW201406659A (zh) * 2012-03-23 2014-02-16 Nissan Chemical Ind Ltd 氰胺鋅的製造方法
CN109569688A (zh) * 2018-11-28 2019-04-05 长沙学院 一种碳、氮共掺杂偏铟酸钾光催化材料及其制备方法

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