CN111333112B - 一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法 - Google Patents

一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111333112B
CN111333112B CN202010272861.0A CN202010272861A CN111333112B CN 111333112 B CN111333112 B CN 111333112B CN 202010272861 A CN202010272861 A CN 202010272861A CN 111333112 B CN111333112 B CN 111333112B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cro
cao
washing
cacro
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010272861.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111333112A (zh
Inventor
毛林强
王嘉
张文艺
胡林潮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN202010272861.0A priority Critical patent/CN111333112B/zh
Publication of CN111333112A publication Critical patent/CN111333112A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111333112B publication Critical patent/CN111333112B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G37/00—Compounds of chromium
    • C01G37/14—Chromates; Bichromates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明涉及铬盐制备领域，具体涉及一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法，通过煅烧CaCrO4与CaO混合物高温还原Cr(VI)到Cr(V)生成Ca5(CrO4)3O0.5，进一步采用弱酸洗涤去除产物中遗留的少量CaO的方式达到除杂提纯的目的，最终得到的Ca5(CrO4)3O0.5产品的纯度达到94‑98％左右。本发明首次提出了采用还原的方法制备Ca5(CrO4)3O0.5，具有工艺简单，流程短的优点。

Description

一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法
技术领域
本发明涉及铬盐制备领域，具体涉及一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法。
背景技术
铬盐是目前工业生产和材料领域重要的化工原料，应用最广的是Cr(III)和Cr(VI)盐，近年来，随着材料领域的发展，一些中间价态的Cr盐的应用越来越受到重视，这其中包括Cr(IV)和Cr(V)盐。与Cr(III)和Cr(VI)材料应用研究领域的热度不同，Cr(IV)和Cr(V)盐由于性质不够稳定，其制备工艺一直都不够成熟，导致这些中间价态的铬盐无法量产。
目前有关Cr(V)铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的制备方法的报道不多，已知的Ca5(CrO4)3O0.5制备方法是按照Cr2O3-CaO相图，将Cr2O3和CaO的混合物在900℃左右高温煅烧，制备的产品由于反应的平衡和反应动力学问题，含有较多的CaO杂质，并不能称为严格意义上的Ca5(CrO4)3O0.5纯品。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制备铬盐Cr(V)铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的新方法。发明人在研究CaCrO4在高碱度环境下的还原行为时，发现CaCrO4可与CaO在高温下反应形成Ca5(CrO4)3O0.5，且根据XRD分析，产物中CaO的衍射峰检测不出来，整个图谱中只有Ca5(CrO4)3O0.5的特征峰，说明产物Ca5(CrO4)3O0.5纯度较好。因此采用CaCrO4在高碱度还原的方法是一种新型的制备五价铬酸盐Ca5(CrO4)3O0.5的方法。
本发明制备Cr(V)铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法，包括如下步骤：
步骤一、将CaO与CaCrO4按照摩尔配比n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.2-1.5混合，混合后的物料经搅拌或球磨机混合均匀，混合时间6-12h；
步骤二、将混合好的CaO与CaCrO4混合物在空气气氛下750-950℃高温煅烧2-6h。
步骤三、将得到的煅烧产物采用甲酸或者乙酸溶液洗涤，甲酸或者乙酸溶液的浓度为0.01-0.1mol/L，洗涤固液比为1:10-1:20，洗涤方式为：将煅烧产物与洗涤液混合后搅拌0.5-1h。洗涤结束过滤分离。
步骤四、将洗涤得到的纯化的Ca5(CrO4)3O0.5在冷冻干燥机中低温干燥10-20h，即得到高纯度的Ca5(CrO4)3O0.5产品。
本发明的原理是采用CaO与CaCrO4在高温条件下反应生成Ca5(CrO4)3O0.5。由于高温固相反应平衡问题，CaO与CaCrO4混合物高温反应后总会或多或少的有CaO残留，通过采用有机酸(甲酸或乙酸)将生成的Ca5(CrO4)3O0.5洗涤去除产物中极少量剩余的CaO，利用其弱酸溶液将氧化钙去除，而不会溶解Ca5(CrO4)3O0.5，造成产物损失，进一步提高产物的纯度。最后用冷冻干燥机对产物进行干燥，之所以不采用烘箱干燥是因为洗涤过的产物在高温干燥的过程中会出现Cr(V)氧化的现象，导致产物中增加新的杂质，经实验检测，Ca5(CrO4)3O0.5纯度可达94-98％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的制备Cr(V)铬酸盐Ca5(CrO4)3O0.5的方法，具有工艺简单，流程短的优点，所需的化学药品可通过购买和实验室制备得到，并且制备过程易于掌控。
(2)本发明提供的制备Cr(V)铬酸盐Ca5(CrO4)3O0.5的方法，制得的Ca5(CrO4)3O0.5的杂质较少，纯度较高。
附图说明
图1为本发明制备Cr(V)铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的工艺流程图。
图2为本发明制备的Cr(V)铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的X射线衍射图谱。
具体实施方式
下面结合实例，对本发明作进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.2经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在800℃高温煅烧5h。将高温煅烧产物采用甲酸溶液洗涤，甲酸溶液浓度为0.1mol/L，洗涤固液比1:20，洗涤时间为1h，将清洗结束得到的纯化后Ca5(CrO4)3O0.5在冷冻干燥机中低温干燥18h，得到Ca5(CrO4)3O0.5产品纯度为98.1％。
实施例2
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.4经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在800℃高温煅烧3h。将高温煅烧产物采用乙酸溶液洗涤，乙酸溶液浓度为0.05mol/L，洗涤固液比1:10，洗涤时间为1h，将清洗结束得到的纯化后Ca5(CrO4)3O0.5在冷冻干燥机中低温干燥15h，得到Ca5(CrO4)3O0.5产品纯度为95.4％。
实施例3
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.5经搅拌混合，混合时间6h；将混合好的混合物在750℃高温煅烧2h。将高温煅烧产物采用乙酸溶液洗涤，乙酸溶液浓度为0.01mol/L，洗涤固液比1:10，洗涤时间为1h，将清洗结束得到的纯化后Ca5(CrO4)3O0.5在冷冻干燥机中低温干燥12h，得到Ca5(CrO4)3O0.5产品纯度为94.2％。
实施例4
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.3经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在900℃高温煅烧5h。将高温煅烧产物采用甲酸溶液洗涤，甲酸溶液浓度为0.1mol/L，洗涤固液比1:20，洗涤时间为1h，将清洗结束得到的纯化后Ca5(CrO4)3O0.5在冷冻干燥机中低温干燥18h，得到Ca5(CrO4)3O0.5产品纯度为97.2％。
实施例5
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.2经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在950℃高温煅烧5h。将高温煅烧产物采用甲酸溶液洗涤，甲酸溶液浓度为0.1mol/L，洗涤固液比1:20，洗涤时间为0.5h，将清洗结束得到的纯化后Ca5(CrO4)3O0.5在冷冻干燥机中低温干燥18h，得到Ca5(CrO4)3O0.5产品纯度为98.5％。
对照例1
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.2经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在1200℃高温煅烧5h。将高温煅烧产物采用甲酸溶液洗涤，甲酸溶液浓度为0.1mol/L，洗涤固液比1:20，洗涤时间为1h。将清洗结束得到的纯化后产物在冷冻干燥机中低温干燥18h。
将制得产品进行XRD检测，测试结果显示：制得的产物为Cr(V)和Cr(III)盐的混合物，含有大量的CaCr2O4及其他杂质，产物中Ca5(CrO4)3O0.5纯度低于20％。
对照例2
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.4经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在600℃高温煅烧3h。将高温煅烧产物采用乙酸溶液洗涤，乙酸溶液浓度为0.05mol/L，洗涤固液比1:10，洗涤时间为1h。将清洗结束得到的纯化后产物在冷冻干燥机中低温干燥15h。
将制得产品进行XRD检测，测试结果显示：制得的产物为Cr(V)和Cr(VI)盐的混合物，含有大量的CaCrO4及其他杂质，产物中Ca5(CrO4)3O0.5纯度低于25％。
对照例3
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝2.0经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在750℃高温煅烧2h。将高温煅烧产物采用乙酸溶液洗涤，乙酸溶液浓度为0.01mol/L，洗涤固液比1:10，洗涤时间为1h。将清洗结束得到的纯化后产物在冷冻干燥机中低温干燥12h。
将制得产品进行XRD检测，测试结果显示：制得的产物为Ca5(CrO4)3O0.5和CaO的混合物，含有大量的CaO杂质，Ca5(CrO4)3O0.5纯度低于60％。
对照例4
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.0经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在800℃高温煅烧5h。将高温煅烧产物采用乙酸溶液洗涤，乙酸溶液浓度为0.1mol/L，洗涤固液比1:20，洗涤时间为1h。将清洗结束得到的纯化后产物在冷冻干燥机中低温干燥18h。
将制得产品进行XRD检测，测试结果显示：制得的产物为Ca5(CrO4)3O0.5和CaCrO4的混合物，含有大量的CaCrO4杂质，Ca5(CrO4)3O0.5纯度低于80％。
对照例5
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.5经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在750℃高温煅烧2h。将高温煅烧产物采用乙酸溶液洗涤，乙酸溶液浓度为0.01mol/L，洗涤固液比1:10，洗涤时间为1h，将清洗结束得到的纯化后产物在100℃烘干5h。
将制得产品进行XRD检测，测试结果显示：制得的产物为CaCrO4和CaO的混合物，含有大量的CaO和CaCrO4杂质，原因是常温至100℃干燥会再次引起Ca5(CrO4)3O0.5氧化为CaCrO4，导致Ca5(CrO4)3O0.5纯度低于60％。
对照例6
将CaO与CaCrO4混合物按照n(CaO)/n(CaCrO4)＝1.5经球磨机混合，混合时间6h；将混合好的混合物在750℃高温煅烧2h。将煅烧后产物在冷冻干燥机中低温干燥12h。
将制得产品进行XRD检测，测试结果显示：制得的产物为Ca5(CrO4)3O0.5、CaCrO4和CaO的混合物，含有大量的CaO和CaCrO4杂质，原因未经洗涤，不能把CaO和CaCrO4杂质从产物中溶解掉，导致Ca5(CrO4)3O0.5纯度低于65％。
申请人申明：以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (7)

1.一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
(1)、将CaO与CaCrO4按照摩尔比混合，混合后的物料经搅拌或球磨机混合均匀；
(2)、将步骤(1)混合均匀的CaO与CaCrO4混合物在空气气氛下高温煅烧；
(3)、将步骤(2)得到的煅烧产物进行洗涤，洗涤结束过滤分离；
(4)、将洗涤得到的纯化的Ca5(CrO4)3O0.5在冷冻干燥机中低温干燥，即得到高纯度的Ca5(CrO4)3O0.5产品。
2.根据权利要求1所述的制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法，其特征在于：步骤(1)中CaO与CaCrO4的摩尔比为1.2-1.5。
3.根据权利要求1所述的制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法，其特征在于：步骤(1)中搅拌或球磨机混合时间为6-12h。
4.根据权利要求1所述的制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法，其特征在于：步骤(2)中煅烧温度为：750-950℃，煅烧时间为：2-6h。
5.根据权利要求1所述的制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法，其特征在于：步骤(3)中煅烧产物进行洗涤的方式为：将煅烧产物与甲酸或者乙酸溶液混合后搅拌0.5-1h，洗涤固液比为：1:10-1:20。
6.根据权利要求5所述的制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法，其特征在于：甲酸或者乙酸溶液的浓度为0.01-0.1mol/L。
7.根据权利要求1所述的制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法，其特征在于：干燥时间为：10-20h。
CN202010272861.0A 2020-04-09 2020-04-09 一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法 Active CN111333112B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010272861.0A CN111333112B (zh) 2020-04-09 2020-04-09 一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010272861.0A CN111333112B (zh) 2020-04-09 2020-04-09 一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111333112A CN111333112A (zh) 2020-06-26
CN111333112B true CN111333112B (zh) 2023-05-23

Family

ID=71180787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010272861.0A Active CN111333112B (zh) 2020-04-09 2020-04-09 一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111333112B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112591796B (zh) * 2020-11-11 2023-09-22 常州大学 一种制备混合价态（Cr(Ⅳ)和Cr(Ⅵ)）铬酸盐Ca5Cr3O12的方法
CN113233505B (zh) * 2021-06-30 2023-05-23 常州大学 一种高温煅烧铬酸盐制备CuCrO2粉末的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110171849A (zh) * 2019-04-09 2019-08-27 中南大学 一种铬矿物氧化焙烧转型的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110171849A (zh) * 2019-04-09 2019-08-27 中南大学 一种铬矿物氧化焙烧转型的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Further Insight into the Formation and Oxidation of CaCr2O4 during Solid Fuel Combustion;Hongyun Hu;《Environmental Science and Technology》;20180201;第52卷;第2385-2391页 *
The role of temperature on Cr(VI) formation and reduction during heating of chromium-containing sludge in the presence of CaO;Linqiang Mao;《Chemosphere》;20150610;第138卷;第197-204页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111333112A (zh) 2020-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111333112B (zh) 一种制备Cr(V)铬盐铬酸钙Ca5(CrO4)3O0.5的方法
CN111905719B (zh) 锰基催化剂及其制备方法
DE19653629A1 (de) Monoklines Zirconiumoxid mit hoher Oberfläche
CN109433213B (zh) 一种赤泥选择性脱碱并富集铁的方法
CN106241873B (zh) 高纯度五氧化二钒的制备方法
CN106745248B (zh) 高纯硫酸氧钒溶液制备方法
CN104164569A (zh) 一种钒渣铵盐浸取制备五氧化二钒的方法
CN103011272A (zh) 一种利用配酸浓缩净化钛白粉废酸的方法
CN108754186A (zh) 含钒溶液制备钒化合物的方法
CN104004926A (zh) 一种利用多钒酸钠制备高纯度五氧化二钒的方法
CN102875332B (zh) 淤浆床低压法合成3-己炔-2,5-二醇的工艺
CN109336177A (zh) 一种用双氧水和氨水清洁生产高纯五氧化二钒的方法
CN1036775C (zh) 含铁工业烧渣制取高含量氧化铁红颜料的方法
CN101920994A (zh) 一种硫酸氧钒的制备方法
CN107519859A (zh) 用于低温同时净化燃煤烟气中NO和VOCs的Ce‑Zr‑MnO2催化剂制备方法
CN108178180B (zh) 一种大比表面氧化铈的制备方法
CN112591796B (zh) 一种制备混合价态（Cr(Ⅳ)和Cr(Ⅵ)）铬酸盐Ca5Cr3O12的方法
CN101016171A (zh) 硫酸亚铁—碳酸铵法高纯α－Fe2O3生产技术
CN1410358A (zh) 铬酸钾的清洁生产方法
CN109534399A (zh) 一种水热反应制备高纯五氧化二钒的方法
CN106186068B (zh) 一种连续液相氧化制备铬酸盐的清洁生产方法
CN110586178A (zh) SAPO-34分子筛和Cu/SAPO-34脱硝催化剂及其制备方法和应用、脱硝方法
CN111320403B (zh) 通过钛白废酸制备多形貌α半水石膏的方法及所得石膏
CN100453178C (zh) 一种合成异丙苯的催化剂
CN1103321C (zh) 清洁生产铬酸铵晶体的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant