一種固體金屬醇鹽的製備方法
2023-05-20 15:04:26 1
專利名稱：一種固體金屬醇鹽的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種固體金屬醇鹽的製備方法，屬於金屬醇鹽製備技術領域。
背景技術：
金屬醇鹽，又稱為金屬烷氧基化合物或金屬酸酯，是被人們譽為填補了有機化學和無機化學之間的空白的廣義金屬有機化合物的一部分。金屬醇鹽是用金屬或金屬無機鹽和醇類發生反應而製得的一系列通式為M(0R)n的化合物，其中M為化合價為η的金屬，R為烷基，根據參加反應的醇類的不 同分別為甲、乙、丙、丁等烷基，金屬醇鹽特別容易和醇類、羥基化合物、水等親核試劑發生反應，具有容易用蒸餾，重結晶技術提純，可溶於普通有機溶劑，易水解等特性。金屬醇鹽作為一類重要的化合物，在無機合成、有機合成、定向催化聚合、功能陶瓷及納米功能材料等方面的應用已引起人們廣泛關注，尤其是近年來隨著溶膠凝膠技術的廣泛應用，以及高性能陶瓷、電子及磁性材料對高純超細稀土氧化物需求量的不斷增長，金屬醇鹽的研究和應用受到人們的日益重視。合成金屬醇鹽的方法有直接反應法和間接法。直接反應法就是金屬與醇直接反應生成金屬醇鹽，直接反應法工藝簡單，成本低，產物純度較高，較容易實現工業化生產。但鹼金屬、鹼土金屬及鑭系元素等金屬性很強的元素與醇才可以與醇發生劇烈反應(一般需要在保護氣氛下進行)生成相應的金屬醇鹽；金屬性稍弱的金屬如Be、Mg、Al、Y及某些稀土元素則需要有12、HgCl2等做催化劑才能與醇發生反應。
發明內容
本發明目的是針對金屬與醇直接反應困難和需要使用有毒性催化劑的特點，提供一種反應過程中不需添加12、HgCl2等有毒催化劑，且能快速高效反應製備金屬醇鹽的方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。本發明的一種固體金屬醇鹽的製備方法，該方法的步驟包括I)將金屬燃料與催化劑進行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物在球磨機中進行研磨複合，得到高活性醇反應金屬材料；3)將步驟2)得到的高活性醇反應金屬材料加入到醇溶劑中，常溫或加熱條件下，高活性醇反應金屬材料和醇溶劑發生反應，反應結束後，蒸餾、真空乾燥，得到固體金屬醇鹽；上述步驟I)中的金屬燃料和催化劑的總質量為100%，其中，各部分的質量含量為金屬燃料80% 99. 8%催化劑O. 02% 20%
上述步驟I)中的金屬燃料為鎂粉、鋁粉、鈣粉、鋇粉、鑭粉、鈰粉中的一種或其混合物；上述步驟I)中的催化劑為氯化鉀、氯化鈉、氯化鐵、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鈷、氯化鎳、氯化銅、氯化鋅、氯化矽、氯化鈦、氯化鉍、氯化銀、氯化鋯、氯化鑰、氯化鉬、工業鹽或鈷、鎳、鐵、鉍、鑰金屬或金屬不同價態氧化物中的一種或其混合物；上述步驟2)中球磨機 的設定參數包括球料比、球磨轉速、循環次數、球磨時間；上述步驟3)中醇溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇中的一種或其混合物；上述步驟3)中蒸餾出的醇溶液回收再利用。有益效果本發明採用高能球磨法製備高活性的醇反應金屬材料，該活性材料能夠與醇快速發生反應並生成金屬醇鹽；該發明克服了直接反應法製備醇鹽需要添加I2、HgCl2等有毒催化劑的缺點，具有工藝簡單，活性材料反應效率高，可多種金屬搭配製備複合金屬醇鹽；本發明的方法效率高，工藝簡單，得到的金屬醇鹽純度高。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明。實施例II)將IOOg鎂粉、Ig氯化鈷進行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機中進行研磨複合，得到高活性醇反應鎂粉，球磨機採用60次球磨轉速循環工藝，球磨機的球料比為10:1，球磨時間為60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應鎂粉加入到250ml的反應器中，而後在反應器中注入50ml甲醇，室溫下反應開始，60min後反應停止；通過減壓蒸餾法將過量的甲醇進行回收，而後真空乾燥得到固體甲醇鎂，真空乾燥溫度為50°C。通過滴定分析方法測試出得到的甲醇鎂的純度為98. 1%。實施例2I)將IOOg鎂粉、Ig氯化鈷進行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機中進行研磨複合，得到高活性醇反應鎂粉，球磨機採用60次球磨轉速循環工藝，球磨機的球料比為10:1，球磨時間為60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應鎂粉加入到250ml的反應器中，而後在反應器中注入50ml乙醇，室溫下反應開始，120min後反應停止；通過減壓蒸餾法將過量的乙醇進行回收，而後真空乾燥得到固體乙醇鎂，真空乾燥溫度為50°C。通過滴定分析方法測試出得到的甲醇鎂的純度為98. 9%。實施例3I)將IOOg鎂粉、Ig氯化鈷進行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機中進行研磨複合，得到高活性醇反應鎂粉，球磨機採用60次球磨轉速循環工藝，球磨機的球料比為10:1，球磨時間為60min ；
3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應鎂粉加入到250ml的反應器中，而後在反應器中注50ml丙醇，對反應器進行加熱到70°C，245min後反應停止；通過減壓蒸餾法將過量的丙醇進行回收，而後真空乾燥得到固體丙醇鎂，真空乾燥溫度為70°C。通過滴定分析方法測試出得到的丙醇鎂的純度為99. 3%。實施例4I)將IOOg鋁粉、2g氯化鈉、3g鉍粉進行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機中進行研磨複合，得到高活性醇反應鎂粉，球磨機採用60次球磨轉速循環工藝，球磨機的球料比為10:1，球磨時間為60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應鋁粉加入到250ml的反應器中，而後在反應器中注50ml異丙醇，對反應器進行加熱到75°C後開始反應，300min後反應停止；通過減壓 蒸餾法將過量的異丙醇進行回收，而後真空乾燥得到固體異丙醇鋁，真空乾燥溫度為70°C。通過滴定分析方法測試出得到的異丙醇鋁的純度為99%。實施例5I)將50g鋁粉、50g鎂粉、2g氯化鈷、Ig鉍粉進行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機中進行研磨複合，得到高活性醇反應合金粉，球磨機採用60次球磨轉速循環工藝，球磨機的球料比為10:1，球磨時間為 60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應合金粉加入到250ml的反應器中，而後在反應器中注IOOml乙醇,常溫下反應開始，120min後反應停止；通過減壓蒸懼法將過量的乙醇進行回收，而後真空乾燥得到固體乙醇鎂鋁，真空乾燥溫度為70°C。通過反應效率計算和滴定分析相結合的方法得出製備的異丙醇鎂鋁的純度為98. 5%。實施例6I)將50g鋁粉、50g鎂粉、2g氯化鈷、Ig鉍粉進行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機中進行研磨複合，得到高活性醇反應合金粉，球磨機採用60次球磨轉速循環工藝，球磨機的球料比為10:1，球磨時間為 60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應合金粉加入到250ml的反應器中，而後在反應器中注IOOml丙醇,對反應器進行加熱到75°C後開始反應,240min後反應停止；通過減壓蒸餾法將過量的丙醇進行回收，而後真空乾燥得到固體丙醇鎂鋁，真空乾燥溫度為70°C。通過反應效率計算和滴定分析相結合的方法得出製備的異丙醇鎂鋁的純度為98%。
權利要求
1.一種固體金屬醇鹽的製備方法，其特徵在於該方法的步驟包括 1)將金屬燃料和無機鹽進行混合，得到混合物； 2)將步驟I)得到的混合物在 球磨機中進行研磨複合，得到高活性醇反應金屬材料； 3)在步驟2)得到的高活性醇反應金屬材料中加入醇溶劑，常溫或加熱條件下，高活性醇反應金屬材料和醇溶劑發生反應，反應結束後，蒸餾、真空乾燥，得到固體金屬醇鹽； 上述步驟I)中的金屬燃料和無機鹽的總質量為100%，其中，各部分的質量含量為 金屬燃料809Γ99. 8% 無機鹽O. 02% 20% ； 上述步驟I)中的金屬燃料為鎂粉、鋁粉、鈣粉、鋇粉、鑭粉、鈰粉中的一種或其混合物； 上述步驟I)中的無機鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化鐵、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鈷、氯化鎳、氯化銅、氯化鋅、氯化矽、氯化鈦、氯化鉍、氯化銀、氯化鋯、氯化鑰、氯化鉬或工業鹽中的一種或其混合物； 上述步驟3)中醇溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇中的一種或其混合物。
2.根據權利要求I所述的一種固體金屬醇鹽的製備方法，其特徵在於步驟I)中在金屬燃料和無機鹽中還可以加入催化劑，加入催化劑時，以金屬燃料、催化劑和無機鹽的總質量為100%,其中，各部分的質量含量為 金屬燃料809Γ99. 8% 催化劑0.01% 10% 無機鹽O. 01% 10% ； 加入的催化劑為下列金屬或下列金屬不同價態氧化物中的一種或混合物鈷、鎳、鐵、秘、鑰。
3.根據權利要求I所述的一種固體金屬醇鹽的製備方法，其特徵在於步驟2)中球磨機的設定參數包括球料比、球磨轉速、循環次數、球磨時間。
4.根據權利要求I所述的一種固體金屬醇鹽的製備方法，其特徵在於步驟3)中蒸餾出的醇溶液回收再利用。
全文摘要
本發明涉及一種固體金屬醇鹽的製備方法，屬於金屬醇鹽製備技術領域。將金屬燃料和無機鹽進行混合，得到混合物；將得到的混合物在球磨機中進行研磨複合，得到高活性醇反應金屬材料；在得到的高活性醇反應金屬材料中加入醇溶劑，常溫或加熱條件下，高活性醇反應金屬材料和醇溶劑發生反應，反應結束後，蒸餾、真空乾燥，得到固體金屬醇鹽。本發明採用高能球磨法製備高活性的醇反應金屬材料，該活性材料能夠與醇快速發生反應並生成金屬醇鹽；本發明的方法效率高，工藝簡單，得到的金屬醇鹽純度高。
文檔編號C07C31/28GK102898279SQ20121039863
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者鄒美帥, 黃海濤, 郭曉燕, 楊榮傑, 黃鵬 申請人:北京理工大學