鈰摻雜磷酸鐵鋇的製備方法
2023-07-03 07:40:56 2
專利名稱：鈰摻雜磷酸鐵鋇的製備方法
技術領域：
本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇，屬於一種新材料。
背景技術：
目前，尚未發現有磷酸鐵鋇化合物的報導和記載。經公開專利的檢索，網際網路的信息和書刊、雜誌、市場等調研，沒有發現與本發明的技術產品相同的專利文獻，也未見與本發明的技術或產品的報導或銷售。
發明內容
本發明的目的在於提出一種鈰摻雜磷酸鐵鋇的製備方法。 本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇的製備方法，其特徵在於其化學式為Ba(FeP04)2，其鋇源、鐵源、磷酸根源的原料，按照化學式Ba (FePO4)2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0. I — 5%範圍重量百分比計算，添加摻雜元素；混合後，在乙醇介質中，轉速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發明的鋪摻雜磷酸鐵鋇產品；所述鋇源為碳酸鋇、氫氧化鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氧化鋇、硫化鋇之一；鐵源為草酸
亞鐵、二氯化鐵、三氯化鐵、氧化鐵等；磷酸根源為磷酸、磷酸鈉鹽，磷酸二氫銨或磷酸氫二銨之一;所述摻雜元素源為氯化鈰、氧化鈰之一。為使各物料混合更均勻，所述乙醇介質為酸性的，其酸性乙醇液，可用現有技術方法進行調節獲得，優選有機酸一乙醇混合液為佳，所述有機酸優選為甲酸或乙酸，所述酸性乙醇液優選為含1-5%甲酸或1-5%乙酸的乙醇混合液。本發明與現有技術相比的有益效果本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品，主要用作還原劑、脫氧劑、食品脫氧保鮮劑；用作電子元件材料或製造電子元件的生產原料、製造電池正極材料及其電池的生產原料；用於冶煉、合金、玻璃生產的添加劑；具有原料十分充足，生產成本底，環保無汙染等特點；用作電池正極材料，其充放電平臺相對鋇電極電位為3. 6V左右，初始放電容量超過187mAh/g，100次充放電循環後容量約衰減0. 2%左右；比容量和循環穩定性與現有技術相比，有較大的提高，生產成本價格要比現有技術低數十倍以上。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明的實施方式不限於此。實施例I本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇製備方法，其特徵在於其鋇源、鐵源、磷酸根源的原料，按照化學式Ba(FePO4)2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0.1-5%範圍重量百分比計算，添加摻雜元素；混合後，在乙醇介質中，轉速200-800r/mimn高速球磨15-20h，用105-120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品；所述鋇源為碳酸鋇、氫氧化鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氧化鋇、硫化鋇之一；鐵源為草酸
亞鐵、二氯化鐵、三氯化 鐵、氧化鐵等；磷酸根源為磷酸、磷酸鈉鹽，磷酸二氫銨或磷酸氫二銨之一;所述摻雜元素源為氯化鈰、氧化鈰之一。為使各物料混合更均勻，所述乙醇介質為酸性的，其酸性乙醇液，可用現有技術方法進行調節獲得，優選有機酸一乙醇混合液為佳，所述有機酸優選為甲酸或乙酸，所述酸性乙醇液優選為含1-5%甲酸或1-5%乙酸的乙醇混合液。實施例2選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫二銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按1% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氯化鈰(98%);混合後，在無水乙醇介質中，轉速200—800r/mimn高速球磨15—20h,用105—120°C烘乾,得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例3選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫二銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0.5% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氯化鈰(98%)；混合後，在無水乙醇介質中，轉速200—800r/mimn高速球磨15—20h,用105—120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2—4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例4選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫二銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0. 1% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氯化鈰(98%)；混合後，在無水乙醇介質中，轉速200—800r/mimn高速球磨15—20h,用105—120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2—4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例5選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫二銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按4. 5% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氯化鈰(98%)；混合後，在無水乙醇介質中，轉速200-800r/mimn高速球磨15_20h,用105_120°C烘乾,得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例6
選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫二銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按3% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氯化鈰(98%);混合後，在無水乙醇介質中，轉速200-800r/mimn高速球磨15—20h，用105— 120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2 — 4h，SP得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例7選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫二銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按I. 5% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氧化鈰(98%)；、混合後，在乙醇介質中，轉速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例8選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫二銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0.6% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氧化鈰(98%)；混合後，在乙醇介質中，轉速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例9選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫二銨(NH4H2P04 ) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mo I比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按2% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氧化鈰(98%);混合後，在含1-5%乙酸的乙醇混合液介質中，轉速200—800r/mimn高速球磨15—20h，用105— 120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例10選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫二銨(NH4H2P04 ) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mo I比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按1% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氧化鈰(98%);混合後，在含1-5%甲酸的乙醇混合液介質中，轉速200—800r/mimn高速球磨15—20h，用105— 120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例11選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫二銨(NH4H2P04 ) (98%)為原料；按照化學式Ba (FePO4) 2的mo I比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按5% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氧化鋪(98%);混合後，在含1-5%甲酸的乙醇混合液介質中，轉速200-800r/mimn高速球磨15-20h，用105-120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。實施例12選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫二銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學式Ba(FePO4)2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0. 3% (重量百分比)計算添加摻雜元素鈰，鈰源為氧化鈰(98%);混合後,在含1-5%甲酸的乙醇混合液介質中，轉速200—800r/mimn高速球磨15—20h,用105— 120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品。本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品，主要用作還原劑、脫氧劑、食品脫氧保鮮劑；電子元件材料或製造電子元件的生產原料，製造電池正極材料及其電池的生產原料；用於冶煉、合金、玻璃生產的添加劑。本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品其具有極強的還原性質，其與空氣接觸，即可被空氣氧化，由黑暗色變為褐色或黃色；可廣泛用於還原、脫氧行業生產中；由於其本無毒、不溶於水和有機溶劑，可泛用於食品脫氧保鮮劑(非食品添加劑)，並有指示功能。用作電池正極材料，可用作電池材料，主要用作電池正極材料；也可用作電子元件材料。作為電池正極材料，採用現有技術的測試設備及現有技術的測試方法，對以上實施例1—12的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品，分別進行測試其充放電平臺相對鋇電極電位為3. 6V左右，初始放電容量超過187mAh/g，100次充放電循環後容量約衰減0. 2%左右；比容量和循環穩定性與現有技術相比，有較大的提高，生產成本價格要比現有技術低數十倍以上。
用於冶煉、合金、玻璃生產的添加劑；用於冶煉、合金生產添加劑，可改良產品性能；用於玻璃生產的添加劑，可獲得所需的特種玻璃產品。
權利要求
1.一種鈰摻雜磷酸鐵鋇的製備方法，其特徵在於其化學式為=Ba(FePO4)2，其鋇源、鐵源、磷酸根源的原料，按照化學式Ba (FePO4)J^m0I比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0. I — 5%範圍重量百分比計算，添加摻雜元素；混合後，在乙醇介質中，轉速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發明的鈰摻雜磷酸鐵鋇產品； 所述鋇源為碳酸鋇、氫氧化鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氧化鋇、硫化鋇之一；鐵源為草酸亞鐵、二氯化鐵、三氯化鐵、氧化鐵等；磷酸根源為磷酸、磷酸鈉鹽，磷酸二氫銨或磷酸氫二銨之 所述摻雜元素源為氯化鈰、氧化鈰之一。
2.根據權利要求I所述的鈰摻雜磷酸鐵鋇的製備方法，其特徵在於所述乙醇介質是 酸性的。
3.根據權利要求I所述的鈰摻雜磷酸鐵鋇的製備方法，其特徵在於所述乙醇介質為含1-5%甲酸或1-5%乙酸的乙醇混合液。
全文摘要
本發明提出了一種鈰摻雜磷酸鐵鋇的製備方法，其化學式為Ba(FePO4)2，其鋇源、鐵源、磷酸根源的原料，按照化學式Ba(FePO4)2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0.1-5%範圍重量百分比，計算添加摻雜元素；混合後，在乙醇介質中，高速球磨15-20h，用105-120℃烘乾，得到前驅體，將烘乾得到的前驅體置於高溫爐內，在氮氣氛中，經300-450℃高溫煅燒2-4h，即得產品；主要用作還原、脫氧劑、食品保鮮劑；電子元件、電池原料；冶煉、合金、玻璃生產添加劑等；具有原料充足，成本底，環保無汙染等特點。
文檔編號C01B25/45GK102718203SQ20121018450
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月6日 優先權日2012年6月6日
發明者吳潤秀, 張健, 張雅靜, 李先蘭, 李安平, 李 傑, 王晶, 韋谷林 申請人:韋谷林