熱分解三苯基膦複合物製備磷化物的方法

2023-04-25 09:31:46

專利名稱：熱分解三苯基膦複合物製備磷化物的方法
技術領域：
本發明屬於無機納米材料製備工藝技術領域，涉及無機納米材料的製備方法，具體的說是磷化物的合成方法。可應用於光電材料、磁性材料和催化材料等方面。
背景技術：
金屬磷化物是金屬與磷形成的二元或多元化合物的總稱。金屬元素不同，形成的磷化物中的化學鍵也各不相同，可以是離子型、共價或金屬型(間充型或非整比化合物)及共價型化合物。由於過渡金屬磷化物的物理性質與過渡金屬氮化物和碳化物基本上相似， 所以，它們是非常好的熱和電導體，具有高硬度和強度以及高的熱穩定性和化學穩定性等。 尤其是過渡金屬磷屬化合物，它們是傑出的電子、光電材料，如光電電池、螢光生物標籤、光發射二極體、以及量子點雷射。本發明以三苯基膦複合物為前體，針對磷化物納米材料的製備，提供了一種操作安全、簡單的磷化物製備方法。

發明內容
本發明的意義在於提供一種負載和非負載磷化物的合成方法，這種方法具有製備溫度較低，產品質量好，操作簡單，合成時間短暫的優點。非負載磷化物合成步驟如下將一定量的三苯基膦和金屬鹽按照一定摩爾比加入一定量的乙醇和去離子水的混合溶劑中，在攪拌下水浴加熱到一定溫度，將三苯基膦和金屬鹽溶解並形成複合物，然後水浴將溶液蒸乾，得到前體。將一定量的三苯基膦複合物放入管式爐中，通入氮氣或氬氣或氫氣作為保護氣和載氣，然後升溫到指定溫度後，反應一定時間。反應結束後將爐溫在氣體保護下降至室溫，產品經苯、乙醇和水洗至中性，在60°C真空乾燥6小時得到相應的最終產物。上述金屬鹽為鐵鹽、鈷鹽、鉬鹽、鎢鹽、鎳鹽、鉻鹽、錳鹽、銀鹽等過渡金屬鹽。負載型磷化物合成步驟如下將一定量的載體加入到上述三苯基膦和金屬鹽形成的複合物溶液中，然後水浴將溶液蒸乾，得到負載型前體。然後將一定量的前體放入管式爐中，通入氮氣或氬氣或氫氣作為保護氣體，然後升溫到一定溫度後，熱處理一定時間。反應完畢後將爐子溫度降至室溫， 產物水洗至中性，在60°C真空乾燥3小時得到相應的磷化物。上述金屬鹽為為鐵鹽、鈷鹽、 鉬鹽、鎢鹽、鎳鹽、鉻鹽、錳鹽、銀鹽等過渡金屬鹽。載體為三氧化二鋁、二氧化矽、分子篩、石墨、活性炭、二氧化鋯、二氧化鈦等。
具體實施方案實施方案1將摩爾比為3 1的5. 24g三苯基膦和1. 83g氯化鈷加入到30ml乙醇和30ml去離子水的混合溶液中，在50°C水浴中攪拌加熱使其溶解形成紫色複合物溶液，然後將此溶液蒸乾，得到的前體經研磨後備用。將Ig前體放入管式爐中，以350ml/min的流速通入氬氣，然後加熱至320°C，在此溫度下反應1小時，後在氬氣保護下降至室溫，產物經苯、乙醇和蒸餾水洗滌3次後，在60°C真空乾燥3小時得到磷化鈷。
實施方案2
將實施方案1中1. 83g氯化鈷變為1. 98g氯化亞鐵，其它條件不變。 實施方案3
將實施方案1中1.83g氯化鈷變為2. 06g鉬酸鈉，其它條件不變。 實施方案4
將實施方案1中1. 83g氯化鈷變為2. 38g氯化鎳，其它條件不變。 實施方案5
將實施方案1中溫度變為300°C，其它條件不變。 實施方案6
將實施方案1中溫度變為340°C，其它條件不變。 實施方案7
將實施方案1中溫度變為360°C，其它條件不變。 實施方案8苯基膦和氯化鈷的摩爾比變為1 1，其它條件不變。苯基膦和氯化鈷的摩爾比變為2 1，其它條件不變。苯基膦和氯化鈷的摩爾比變為4 1，其它條件不變。
將實施方案1中」 實施方案9 將實施方案1中」 實施方案10 將實施方案1中」 實施方案11
將Ig三苯基膦和氯化鈷的複合物溶於20ml乙醇和20ml去離子水的混合溶劑中， 然後加入IOg活性炭載體，在攪拌下浸漬2小時，然後抽濾洗滌4次，濾餅在在60°C真空乾燥6小時。將研磨後的濾餅取Ig放入管式爐中，以35ml/min的流速通入氬氣，然後直接升溫至320°C，在此溫度下反應1小時，後在氬氣保護下降至室溫，產物經苯、乙醇和蒸餾水洗滌3次後，得到活性炭負載的磷化鈷。實施方案12將實施方案11中的載體變為MCM-41全矽分子篩，其它條件不變。實施方案13將實施方案11中載體變為石墨，其它條件不變。
權利要求
1.一種熱分解三苯基膦複合物製備非負載和負載磷化物的方法，其特徵在於包括如下步驟非負載磷化物合成步驟如下將一定量的三苯基膦和金屬鹽按照一定摩爾比加入一定量的乙醇和去離子水的混合溶劑中，在攪拌下水浴加熱到一定溫度，將三苯基膦和金屬鹽溶解並形成複合物，然後水浴將溶液蒸乾，得到前體；將一定量的三苯基膦複合物放入管式爐中，通入氮氣或氬氣或氫氣作為保護氣和載氣，然後升溫到指定溫度後，反應一定時間；反應結束後將爐溫在氣體保護下降至室溫，產品經苯、乙醇和水洗至中性，在60°C真空乾燥6小時得到相應的最終產物；負載型磷化物合成步驟如下將一定量的載體加入到上述三苯基膦和金屬鹽形成的複合物溶液中，然後水浴將溶液蒸乾，得到負載型前體；然後將一定量的前體放入管式爐中，通入氮氣或氬氣或氫氣作為保護氣體，然後升溫到一定溫度後，熱處理一定時間；反應完畢後將爐子溫度降至室溫，產物水洗至中性，在60°C真空乾燥3小時得到相應的磷化物。
2.根據權利要求1的熱分解三苯基膦複合物製備非負載和負載磷化物的方法，其特徵在於所述的金屬鹽為鐵鹽、鈷鹽、鉬鹽、鎢鹽、鎳鹽、鉻鹽、錳鹽、銀鹽等過渡金屬鹽。
全文摘要
本發明涉及一種低溫熱分解三苯基膦複合物製備磷化物的方法，屬於無機納米材料製備工藝技術領域。該發明是以三苯基膦複合物為前體，利用三苯基膦複合物熱分解的反應，製備相應磷化物的方法。該方法合成的磷化物粒子尺寸可控，操作簡單，工藝重複性好，產品質量穩定，適合放大生產。
文檔編號B01J31/34GK102167295SQ201010602220
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者宋立民 申請人:天津工業大學