CN1313473C - 一种乙酰丙酮钴的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乙酰丙酮钴的制备方法。所用方法是将钴的可溶性盐溶液与NaOH溶液反应生成氢氧化钴沉淀，不用分离氢氧化钴沉淀，直接向其中加入乙酰丙酮使其在130℃左右的回流温度下反应生成乙酰丙酮钴晶体。本发明省略了对氢氧化钴沉淀的洗涤、干燥过程，从而提高了制备效率，更重要的是可通过控制沉淀过程中碱的用量和转晶过程中乙酰丙酮的用量提高产品的收率。本发明所述的乙酰丙酮钴的制备工艺简单、操作方便，所得产品的收率大于90%。

Description

一种乙酰丙酮钴的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种直接向可溶性钴盐溶液和碱溶液的反应混合物中加入乙酰丙酮进行反应制备乙酰丙酮钴的方法。
技术背景：
乙酰丙酮钴为一种贵重金属有机配位化合物，将其溶解于有机溶剂配制成有机浸渍溶液浸渍多孔性载体可以制备钴高度分散的催化剂。因为有机溶液浸渍法制备的催化剂具有很高的活性，所以乙酰丙酮钴在催化领域获得了较为广泛的应用。
文献[1]美国专利USP 20040127690报道了一种乙酰丙酮钴的制备方法。该方法是先将钴的可溶性盐溶液与NaOH溶液反应生成氢氧化钴沉淀，然后对沉淀进行充分洗涤以完全除去吸附的碱，最后以纯净的氢氧化钴固体粉末与乙酰丙酮在130℃左右的回流温度下反应生成乙酰丙酮钴晶体。该方法的特点是必须首先制备纯净的氢氧化钴，然后再与乙酰丙酮反应生成乙酰丙酮钴，其工艺包括两个主要过程，操作较为复杂。目前，有关乙酰丙酮基金属配合物的报道不多，而且已有的制备方法存在制备装置复杂、操作步骤多、费时长、产品收率低等缺点。
发明内容：
本发明的目的是为了克服现有乙酰丙酮钴制备技术存在的缺点，提供一种操作方便、制备工艺简单和产品收率高的乙酰丙酮钴的新制备方法。
本发明将钴的可溶性盐溶液与NaOH溶液反应生成氢氧化钴沉淀，不用分离氢氧化钴沉淀，直接加入乙酰丙酮使其在130℃左右的回流温度下反应生成乙酰丙酮钴晶体。本发明通过调整沉淀过程碱的用量和转晶过程乙酰丙酮的用量来控制主反应和副反应的转化程度，从而促进主反应、提高乙酰丙酮钴的收率。
具体制备方法如下：
A.在带有夹套和搅拌装置的反应器中将可溶性钴盐溶于去离子水配制钴盐浓度为10-20wt％的溶液，另使NaOH溶于水配成浓度为5-15wt％的碱溶液，在室温和剧烈搅拌下将碱溶液加入到钴盐溶液中使反应混合物的pH值为7～10。钴盐溶液与NaOH溶液反应初期生成蓝色沉淀，15分钟后转变成绿色，继续搅拌生成浅粉红色氢氧化钴。反应所用可溶性钴盐可以是结晶氯化钴(CoCl2·6H2O)或是结晶硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)等。
B.按氢氧化钴/乙酰丙酮的摩尔比为1/2的比例，以步骤A生成的氢氧化钴沉淀为基准，计量过量1～5倍的乙酰丙酮加入上述反应器中，升温至回流温度并于600～2500转/分的搅拌速度下回流反应2～3h，过程中有桃红色的乙酰丙酮钴晶体生成。
C.降温后将反应混合物抽滤，用去离子水对沉淀进行洗涤，于30-50℃条件下真空干燥得产品。
以热重(TG)曲线上第一阶段的失重量确定乙酰丙酮钴晶体中的结晶水数量，结合总碳含量分析结果和X光萤光光谱测定结果，确定产物的化学式为Co(CH3COCHCOCH3)2·2H2O。
本发明发现沉淀过程中碱的用量和转晶过程中乙酰丙酮的用量对反应收率均有明显影响。
当碱用量较小时沉淀反应混合物的pH值较低，氢氧化钴不能完全沉淀，直接影响最终反应收率；当碱用量较大时沉淀反应混合物的pH值较高，氢氧化钴完全沉淀，但是过量的碱容易与呈酸性的乙酰丙酮反应，从而加速了副反应的进行。因此，碱的用量应该能使沉淀反应混合物的pH值控制在7～10为宜，最佳碱用量应该使pH值控制在8～9。
乙酰丙酮的用量太小，反应不能进行完全，相反，其用量太大时生成的乙酰丙酮钴将溶解其中，从而降低了产品收率以及给后处理造成负担。以生成的氢氧化钴沉淀为基准，按化学计量比计算乙酰丙酮的用量应过量1～5为宜，最好是过量2～3倍。按上述原料用量和反应条件，乙酰丙酮钴的收率可以保持在90％以上。
本发明省略了对氢氧化钴沉淀的洗涤、干燥过程，从而提高了制备效率，更重要的是可通过控制沉淀过程中碱的用量和转晶过程中乙酰丙酮的用量提高产品的收率。本发明所述的乙酰丙酮钴的制备工艺简单、操作方便，所得产品的收率大于90％。
具体实施方式：
实施例1：
称量10kg结晶氯化钴(CoCl2·6H2O)与50kg去离子水混合配成浓度为16.7％的结晶氯化钴溶液，并加入到带有搅拌与加热装置的反应器中；将3.5kgNaOH溶于50kg去离子水中配成NaOH含量为6.5％的溶液，加入反应器中与结晶氯化钴溶液混合生成氢氧化钴沉淀，沉淀反应完成后，反应混合物的pH值为8；将25.2kg乙酰丙酮加入反应器与上述沉淀反应混合物混合，在800转/分的搅拌速度下升温至回流温度反应3h，生成桃红色的乙酰丙酮钴晶体。降温后将反应混合物抽滤并对沉淀进行充分洗涤，最后于40℃真空干燥得到11.7kg产品。经测定，所得产物的化学式是Co(CH3COCHCOCH3)2·2H2O，产品收率为95.2％。
实施例2：
在实施例1中保持其它条件不变，将NaOH的用量减少至3.2kg，沉淀反应完成后反应混合物的pH值为7。按实施例1中的制备方法进行操作，得到11.2kg产品。经测定，所得产物的化学式是Co(CH3COCHCOCH3)2·2H2O，收率为90.8％。
实施例3：
在实施例1中保持其它条件不变，将乙酰丙酮的用量增加至33.6kg，按实施例1中的制备方法进行操作，得到11.3kg产品。经测定，所得产物的化学式是Co(CH3COCHCOCH3)2·2H2O，收率为91.7％。
实施例4：
在实施例1中保持其它条件不变，将结晶氯化钴换成结晶硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)，用量为12.2kg，按实施例1中的制备方法进行操作，得到11.6kg产品。经测定，所得产物的化学式是Co(CH3COCHCOCH3)2·2H2O，收率为94.3％。

Claims (2)

1.一种乙酰丙酮钴的制备方法，具体步骤是：
A.在带有夹套和搅拌装置的反应器中将可溶性钴盐溶于去离子水配制钴盐浓度为10-20wt％的溶液，另使NaOH溶于水配成浓度为5-15wt％的碱溶液，在室温和剧烈搅拌下将碱溶液加入到钴盐溶液中使反应混合物的pH值为7～10，直至钴盐全部生成浅粉红色氢氧化钴沉淀；
B.按氢氧化钴/乙酰丙酮的摩尔比为1/2的比例，以步骤A生成的氢氧化钴沉淀为基准，计量过量1～5倍的乙酰丙酮加入上述反应混合物中，升温至回流温度并于600～2500转/分的搅拌速度下回流反应2～3h，过程中有桃红色的乙酰丙酮钴晶体生成；
C.降温后将反应混合物抽滤，用去离子水对沉淀进行洗涤，于30-50℃条件下真空干燥，得到产品Co(CH3COCHCOCH3)2·2H2O。
2.根据权利要求1所述的乙酰丙酮钴的制备方法，其特征是步骤A所用可溶性钴盐是CoCl2·6H2O或Co(NO3)2·6H2O；碱溶液的加入量应使反应混合物的pH值控制在8～9；
步骤B所加入乙酰丙酮的用量，按乙酰丙酮与步骤A生成的氢氧化钴沉淀完全反应计过量2～3倍。
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