CN113307239B - 一种制备氮氧化磷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备氮氧化磷的方法。制备过程为将氧化处理后的红磷，加入到乙二胺中，搅拌均匀后进行溶剂热反应，冷却后经离心、超声洗涤、干燥后得到白色氮氧化磷晶体。该制备方法工艺简单、能耗低、可操作性强。

Description

一种制备氮氧化磷的方法
技术领域
本发明属于新材料制备领域，具体涉及制备氮氧化磷的方法。
背景技术
氮氧化磷(PON)，常温常压下为方英石相，具有优异的热稳定性，已经在阻燃等领域广泛应用。同时，现有的氮氧化磷制备方法大都需要低温处理和高温晶化(BoukbirL.Ann chim,1989,21(30):475-481；Levchik S V.Macromolecular Materials&Engineering,1999,264(1):48-55.)，温度较高且步骤繁琐，制备条件苛刻，限制了其应用。
发明内容
基于此，本发明在总结国内外研究的基础上，以红磷和乙二胺为原料，采用氧化处理+溶剂热的方法首次制备了氮氧化磷。该工艺所采用的的制备方法为常见的制备方法，具有工艺简单、反应温和等特点，且相关研究尚未见报道。
针对现有技术在制备氮氧化磷时存在能耗高、步骤繁琐的问题，本发明提供一种温和、简单的氮氧化磷制备方法。
本发明提供的一种制备氮氧化磷的方法，将红磷进行氧化处理，之后与乙二胺混合，最后转移至反应釜中并在120～160℃下反应，得到氮氧化磷。
进一步地，所述制备氮氧化磷的方法包括以下步骤：
(1)在空气或氧气环境下，将红磷在140～220℃下保温6～12h，进行氧化处理；
(2)将氧化处理后的红磷加入到乙二胺中，搅拌均匀，得悬浮液；
(3)将所述悬浮液转移至反应釜中，在120～160℃下反应18～30h，分离出氮氧化磷。
进一步地，在步骤(1)中，将红磷在180℃下保温12h。
进一步地，在步骤(3)中，将所述悬浮液转移至反应釜中，在160℃下反应24h。
进一步地，所述反应釜为聚四氟乙烯反应釜。
其中，氧化处理是整个制备过程的关键步骤；若不进行氧化处理，则生成黑磷纳米片，与公告号为CN109850859A的专利申请所公布的结果一致。
本发明的有益效果：制备方法工艺简单，可操作性强；与现有技术(申请号为CN201910286858.1、公告号为CN109850859A的专利申请的技术方案)相比，本发明在进行溶剂热反应前，对红磷进行了氧化处理，引入了P-O和P＝O，成功将氧元素引入了反应物，提高了反应活性，经过溶剂热反应后，其与乙二胺电离产生的NH2 -进行螯合，形成P-N键和P＝N键，从而生成了氮氧化磷白色晶体。
附图说明
图1是本发明实施例1中红磷氧化处理前后的FT-IR图。
图2是本发明实施例1中产物的XRD图。
图3是本发明实施例2中产物的SEM图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：取1g红磷，置于坩埚中，移入鼓风干燥箱中，180℃保温12h，其处理前后的FT-IR图谱如图1所示，经过处理，引入了P-O和P＝O；冷却至室温后，将0.5g处理后的红磷加入到30mL乙二胺中，搅拌均匀制得悬浮液；将所得悬浮液转移至聚四氟乙烯反应釜中，移入鼓风干燥箱，160℃保温24h；冷却至室温后，离心，用无水乙醇超声清洗，干燥得到目标产物。目标产物的XRD图如图2所示，通过与标准卡片PDF#80-0869对比，确定所制得目标产物为氮氧化磷；元素含量如表1所示。
表1、实施例1中产物的元素含量表
Element P O N
Wt％ 64.31 23.03 12.66
实施例2：取1g红磷，置于坩埚中，移入鼓风干燥箱中，200℃保温6h；冷却至室温后，取处理后的红磷0.3g加入到30ml乙二胺中，搅拌均匀得悬浮液；将悬浮液转移至聚四氟乙烯反应釜中，移入鼓风干燥箱，140℃保温30h；冷却至室温后，离心5min，用无水乙醇超声清洗，干燥得目标产物，其SEM图如图3所示。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的保护范围应由权利要求限定。

Claims (4)

1.一种制备氮氧化磷的方法，将红磷进行氧化处理，之后与乙二胺混合，最后转移至反应釜中并在120~160℃下反应，得到氮氧化磷，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在空气或氧气环境下，将红磷在140~220℃下保温6~12h，进行氧化处理；
（2）将氧化处理后的红磷加入到乙二胺中，搅拌均匀，得悬浮液；
（3）将所述悬浮液转移至反应釜中，在120~160℃下反应18~30h，分离出氮氧化磷。
2.根据权利要求1所述的制备氮氧化磷的方法，其特征在于，在步骤（1）中，将红磷在180℃下保温12h。
3.根据权利要求1所述的制备氮氧化磷的方法，其特征在于，在步骤（3）中，将所述悬浮液转移至反应釜中，在160℃下反应24h。
4.根据权利要求1所述的制备氮氧化磷的方法，其特征在于，所述反应釜为聚四氟乙烯反应釜。
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