一種納米氧化鋯前軀體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特點(diǎn)是在有機(jī)溶劑中氨存在下，四氯化鋯與烷氧基供體反應(yīng)生成四烷氧基鋯溶液，經(jīng)脫色、蒸餾和過濾等精制得到成品四烷氧基鋯；四烷氧基鋯水解后即可得到納米級(jí)氧化鋯；其方法工藝合理，操作安全，無廢棄物排放，滿足環(huán)境友好要求。
【專利說明】一種納米氧化鋯前軀體的制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地講是一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，主要用于電子信息航天、原子能等高新【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]【背景技術(shù)】:
在電子信息航天、原子能等高新領(lǐng)域，鋯及其化合物是必不可少的材料，用物理方法制備的二氧化鋯很難達(dá)到納米級(jí)(10-100納米)；納米級(jí)氧化鋯是生產(chǎn)電子屏幕、無機(jī)薄膜和精密陶瓷等材料不可缺少的原料，這些材料被廣泛用于航天、原子能、電子信息等高新【技術(shù)領(lǐng)域】；納米級(jí)氧化鋯制成的薄膜在電子觸摸屏及各類顯示器的防眩光、防輻射、防靜電等方面，具有不可替代的作用。目前主要采用烷氧基鋯(醇鋯)水解的方法制備納米級(jí)二氧化鋯，而烷氧基鋯(醇鋯)生產(chǎn)技術(shù)的研究、開發(fā)較少，產(chǎn)品成本高。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，主要解決目前納米級(jí)二氧化鋯的制備原料成本的等問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特殊之處在于包括如下工藝步驟:
a烷氧基化，將四氯化鋯和烷氧基供體加入到反應(yīng)釜中，加入溶劑攪拌至四氯化鋯溶解，通入氨氣至體系呈堿性， PH為8-10，過濾并洗滌濾餅，收集濾液和洗滌液，為四烷氧基鋯溶液，濾餅為氯化銨；
b精制，將濾液與洗滌液混合，加入固體脫色劑，攪拌加熱至80°C，保溫30min，濾除脫色劑，溶液蒸餾至四烷氧基鋯含量> 80%，精濾后得到成品。
[0005]進(jìn)一步的，a步驟所述的四氯化鋯采用以下方法制得:
1)碳化，將二氧化鋯和炭粉與粘結(jié)劑混合均勻，置于碳化爐中，在900-1000°C溫度下加熱至無揮發(fā)物排出，降至室溫，得到鋯焦；
2)氯化，將鋯焦破碎至5-15mm，置于氯化爐中，升溫至800°C通入氯氣，氯化溫度800°C，氯化爐出口氣體經(jīng)冷卻得到白色粉末狀四氯化鋯；尾氣中少量的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉。
[0006]進(jìn)一步的，a步驟所述的烷氧基供體為低碳醇，分別為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
[0007]進(jìn)一步的，a步驟所述的溶劑為烷烴芳烴類，分別為笨、甲苯或石油醚。
[0008]進(jìn)一步的，b步驟所述的脫色劑為分子篩、白土或活性炭。
[0009]進(jìn)一步的,所述的碳化步驟的粘結(jié)劑為浙青或鹿糖。
[0010]本發(fā)明所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其生產(chǎn)的烷氧基鋯作為制備納米級(jí)氧化鋯的前軀體，烷氧基鋯水解后即可得到納米級(jí)氧化鋯。
[0011]本發(fā)明所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法與已有技術(shù)相比具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步:方法工藝合理，操作安全，無廢棄物排放，滿足環(huán)境友好要求。
[0012]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的流程圖。[0013]【具體實(shí)施方式】:
為了更好地理解與實(shí)施，下面結(jié)合附圖給出具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明；所舉實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而不是用于限制本發(fā)明的范圍。
[0014]實(shí)施例1，參見圖1，以二氧化鋯為原料，二氧化鋯具有高溫導(dǎo)電性、傳輸氧氣等特殊性能；具體步驟如下: 1、碳化，按化學(xué)計(jì)量量稱取二氧化鋯和炭粉，并與粘結(jié)劑蔗糖混合均勻，置于碳化爐中，在900-1000°C溫度下加熱至無揮發(fā)物排出，降至室溫，得到鋯焦；
2、氯化，將鋯焦破碎至5-15_，置于氯化爐中，升溫至800°C通入氯氣，氯化爐出口氣體經(jīng)冷卻得到白色粉末狀四氯化鋯；尾氣中少量的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉；
3、烷氧基化，按化學(xué)計(jì)量量將四氯化鋯和正丁醇加入到反應(yīng)釜中，加入溶劑石油醚攪拌至氯化鋯溶解，通入氨氣至體系呈堿性，PH為8-10，過濾并洗滌濾餅，收集濾液和洗滌液，為四正丁氧基鋯溶液，濾餅為氯化銨；
4、精制，將濾液與洗滌液混合，加入固體脫色劑活性炭，攪拌加熱至80°C，保溫30min，濾除脫色劑，溶液蒸餾至四正丁氧基鋯含量>80%，精濾后得到成品。
[0015]上述實(shí)施例1是以正丁醇為烷氧基供體，得到的產(chǎn)品為四正丁氧基鋯；也可以甲醇、乙醇或丙醇為原料，得到的產(chǎn)品分別為四甲氧基鋯、四乙氧基鋯或四丙氧基鋯。
[0016]上述實(shí)施例1烷氧基化步驟加入的溶劑為石油醚，也可為笨或甲苯；精制步驟的脫色劑為活性炭，也可為分子篩或白土；碳化步驟的粘結(jié)劑為蔗糖，也可為浙青。
[0017]實(shí)施例2，以四氯化鋯為原料，以正丁醇為烷氧基供體，具體步驟如下:
將反應(yīng)釜洗凈烘干，加入16Kg四氯化鋯、56Kg正丁醇和48Kg石油醚，啟動(dòng)攪拌，控制釜溫25— 50°C，以0.5—1.5m3/h流量通入氨氣至PH為9_10為止，靜止過夜；過濾釜料，用石油醚洗滌濾餅1-3次，2、3次濾液循環(huán)使用，收集濾液和I次洗滌液,混合后加入固體脫色劑分子篩，進(jìn)行精制，攪拌加熱至80°C，保溫30min，濾除脫色劑，減壓蒸餾至四正丁氧基鋯含量≥80%,降溫過濾得到四正丁氧基鋯產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特征在于包括如下工藝步驟: a烷氧基化，將四氯化鋯和烷氧基供體加入到反應(yīng)釜中，加入溶劑攪拌至四氯化鋯溶解，通入氨氣至體系呈堿性，PH為8-10，過濾并洗滌濾餅，收集濾液和洗滌液，為四烷氧基鋯溶液，濾餅為氯化銨； b精制，將濾液與洗滌液混合，加入固體脫色劑，攪拌加熱至80°C，保溫30min，濾除脫色劑，溶液蒸餾至四烷氧基鋯含量> 80%，精濾后得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特征在于a步驟所述的四氯化鋯采用以下方法制得: 1)碳化，將二氧化鋯和炭粉與粘結(jié)劑混合均勻，置于碳化爐中，在900-100(TC溫度下加熱至無揮發(fā)物排出，降至室溫，得到鋯焦； 2)氯化，將鋯焦破碎至5-15mm，置于氯化爐中，升溫至800°C通入氯氣，氯化溫度.800°C，氯化爐出口氣體經(jīng)冷卻得到白色粉末狀四氯化鋯；尾氣中少量的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特征在于a步驟所述的烷氧基供體為低碳醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特征在于所述的低碳醇為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特征在于a步驟所述的溶劑為烷烴芳烴類。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特征在于所述的烷烴芳烴類為笨、甲苯或石油醚。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特征在于b步驟所述的脫色劑為分子篩、白土或活性炭。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種納米氧化鋯前軀體的制備方法，其特征在于所述的碳化步驟的粘結(jié)劑為浙青或蔗糖。
【文檔編號(hào)】C01G25/02GK103554145SQ201310464085
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】宋華西, 曲宏甫, 趙大江, 張志峰, 牛韶杰 申請(qǐng)人:煙臺(tái)宏泰達(dá)化工有限責(zé)任公司