一種利用微乳液法制備納米級碘化亞銅的方法
【專利摘要】本發(fā)明一種利用微乳液法制備納米級超細(xì)碘化亞銅的方法,以磷礦伴生碘資源回收工藝中的中間產(chǎn)物含碘吸收液為原料，制備出一維結(jié)構(gòu)的超細(xì)碘化亞銅超細(xì)顆粒，工藝主要包括微乳液制備、原料預(yù)處理、反應(yīng)合成、過濾、洗滌、干燥等工序；本發(fā)明的有益效果：碘化亞銅是一種用途非常廣泛的化工試劑，經(jīng)濟(jì)附加值高，目前國內(nèi)外雖然有不少學(xué)者成功制備出碘化亞銅超細(xì)顆粒，但都在實(shí)驗室條件下制備的，工藝條件要求苛刻，難以大規(guī)模工業(yè)化推廣，本方法,原料價廉易得，通過加入微乳液體系控制碘化亞銅的顆粒尺寸，經(jīng)檢測粒度大小為50nm～100nm，屬于納米級別材料，能很好的應(yīng)用在光電子器件的制備領(lǐng)域。
【專利說明】一種利用微乳液法制備納米級碘化亞銅的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于碘精細(xì)化工領(lǐng)域，具體涉及到一種利用含碘溶液制備納米級碘化亞銅顆粒的生產(chǎn)工藝。
技術(shù)背景
[0002]納米級碘化亞銅是一種白色或棕白色的稠密粉末，見光易分解成棕黃色。其用途非常廣泛，常用作有機(jī)反應(yīng)催化劑、樹脂改性劑等，另外由于其具有因量子尺寸效應(yīng)而產(chǎn)生的特異性質(zhì)，如光吸收和熒光發(fā)射顯著增強(qiáng)并發(fā)生藍(lán)移，光學(xué)三階非線性響應(yīng)速度顯著提高等，也可作為制造固態(tài)電子、光電子器件的材料。
[0003]碘化亞銅的制備方法較多，也較易制備，常見的如銅與碘共熱反應(yīng)、銅與濃氫碘酸反應(yīng)、銅與碘仿共熱反應(yīng)等，但是超細(xì)碘化亞銅尤其是納米級超細(xì)碘化亞銅的制備卻較難，主要是由于碘化亞銅性質(zhì)較為穩(wěn)定，在制備過程中易發(fā)生團(tuán)聚而使得難以控制其顆粒尺寸，無法制備出合格的超細(xì)碘化亞銅。
[0004]目前國外關(guān)于超細(xì)碘化亞銅的研究主要有:俄羅斯YvBokshits等人借助聚乙烯醇和白凝膠等添加劑液相法制得了直徑在5納米-20納米的球形碘化亞銅顆粒；日本K.Kimura等人采用乙腈做溶劑并蒸發(fā)溶劑將大塊狀碘化亞銅分切成納米尺寸。國內(nèi)關(guān)于超細(xì)碘化亞酮的研究主要有:山東大學(xué)陳代榮課題組等在室溫下用PEG600做助劑在水溶液中制得厚為60 nm -80nm、大小為幾個微米的納米薄片；李亞棟等選用環(huán)己燒/TritonX-1OO (辛基酚聚氧乙烯醚)/正戊醇/水相的微乳體系進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，合成了碘化亞銅的納米片晶；東華大學(xué)顧利霞課題組等在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下，混合硫酸銅和碘化鉀乙醇溶液，合成球形納米碘化亞銅，其平均粒徑小于50nm。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是以硫酸銅及碘回收工藝過程的中間體碘吸收液為原料，利用反膠束微乳液體系的分散作用和形貌控制作用，在減緩反應(yīng)速度和前驅(qū)體的形貌誘導(dǎo)作用下生產(chǎn)制備納米級超細(xì)碘化亞銅。
[0006]本發(fā)明是一種利用微乳液法制備納米級超細(xì)碘化亞銅的方法，方法以硫酸銅及含碘吸收液為原料，其中含碘吸收液的主要元素含量組成為:碘單質(zhì)約100 ppm?1500ppm;碘離子約 30000 ppm ?50000ppm ;硫酸根約 35000ppm?60000ppm ;氟離子約 400ppm ?1500ppm ;鈣、鎂、鋁、鐵離子共約50 ppm ?200ppm，利用反膠束微乳液體系的分散作用和形貌控制作用，在減緩反應(yīng)速度和前驅(qū)體的形貌誘導(dǎo)作用下，制備出一維結(jié)構(gòu)的超細(xì)碘化亞銅超細(xì)顆粒，此制備工藝主要包括微乳液制備、原料預(yù)處理、反應(yīng)合成、過濾、洗滌、干燥等工序；具體的工藝方案所采用的微乳液體系由環(huán)己烷、十二烷基苯磺酸鈉、正戊醇組成，其中環(huán)己烷所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89%,十二燒基苯磺酸鈉所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,正戍醇所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%,配置后攪拌均勻；取一定量的含碘吸收液，加入亞硫酸鈉作為還原劑，控制還原劑加入量與含碘溶液中碘單質(zhì)的物質(zhì)的量比為I?1.5:1，反應(yīng)溫度為25°C?60°C，攪拌速度為50 rpm?400rpm,反應(yīng)時間為5 min?60min,反應(yīng)結(jié)束后,加入事先配置好的微乳液,控制含碘吸收液與加入的微乳液體積比為I?2:1，攪拌均勻后，加入硫酸銅溶液，其中硫酸銅溶液濃度為0.lmol/L，并控制含碘溶液中碘離子與加入的硫酸銅物質(zhì)的量比(摩爾比)為2?2.5:1，反應(yīng)溫度25°C?60°C，攪拌速度為200 rpm?500rpm，反應(yīng)時間為30 min?150min，反應(yīng)結(jié)束后，將溶液靜置lh，待分層完全后分相，上層有機(jī)相作為微乳液循環(huán)使用，下層溶液使用真空抽濾方式過濾，濾餅每次用其質(zhì)量3倍的去離子水洗滌2次，然后用相同量的無水乙醇洗滌2次，洗滌后的濾餅置于真空干燥箱中烘干即得產(chǎn)品，控制干燥溫度為70°C -1lO0C,干燥時間為2h_6h。
[0007]本發(fā)明的有益效果:碘化亞銅是一種用途非常廣泛的化工試劑，而超細(xì)碘化亞銅尤其是納米級超細(xì)碘化亞銅的經(jīng)濟(jì)附加值更高，目前國內(nèi)外雖然有不少學(xué)者成功制備出碘化亞銅超細(xì)顆粒，但都在實(shí)驗室條件下制備的，工藝條件要求苛刻，難以大規(guī)模工業(yè)化推廣，本發(fā)明所述的方法以磷礦伴生碘資源回收工藝中的中間產(chǎn)物含碘吸收液為原料，價廉易得，通過加入微乳液體系控制碘化亞銅的顆粒尺寸，以達(dá)到制備碘化亞銅的目的，利用此法制備的碘化亞銅不僅產(chǎn)品純度高，而且粒度細(xì)，經(jīng)檢測粒度大小為50nm?lOOnm，屬于納米級別材料，能很好的應(yīng)用在光電子器件的制備領(lǐng)域。

【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1
取500ml含碘溶液，加入0.3812g無水亞硫酸鈉作為還原劑，控制攪拌速度為120rpm、溫度45°C、時間20min，含碘溶液顏色由紅色變?yōu)闊o色，向溶液中加入事先配置好的微乳液500ml (微乳液中環(huán)己烷、十二烷基苯磺酸鈉、正戊醇的質(zhì)量比為89:5:6)，攪拌均勻后加入0.lmol/L硫酸銅溶液660ml，控制攪拌速度200rpm、溫度50°C、時間60min，反應(yīng)結(jié)束后將混合溶液靜置Ih后分相，上層有機(jī)相作為微乳液循環(huán)使用，下層溶液過濾，濾餅每次用40ml去離子水洗滌2次，然后用40ml無水乙醇洗滌2次，洗滌完后濾餅置于烘箱中在105°C下干燥2h，得產(chǎn)品。產(chǎn)品經(jīng)檢測碘化亞銅的純度為99.2%，產(chǎn)品粒徑在50 nm?lOOnm。
[0009]實(shí)施例2
取500ml含碘溶液,加入0.4193g無水亞硫酸鈉作為還原劑,控制攪拌速度為150rpm、溫度45°C、時間lOmin，含碘溶液顏色由紅色變?yōu)闊o色，向溶液中加入事先配置好的微乳液400ml (微乳液中環(huán)己烷、十二烷基苯磺酸鈉、正戊醇的質(zhì)量比為89:5:6)，攪拌均勻后加入0.lmol/L硫酸銅溶液625ml，控制攪拌速度200rpm、溫度40°C、時間90min，反應(yīng)結(jié)束后將混合溶液靜置Ih后分相，上層有機(jī)相作為微乳液循環(huán)使用，下層溶液過濾，濾餅每次用38ml去離子水洗滌2次，然后用38ml無水乙醇洗滌2次，洗滌完后濾餅置于烘箱中在105°C下干燥3h，得產(chǎn)品。產(chǎn)品經(jīng)檢測碘化亞銅的純度為99%，產(chǎn)品粒徑在50 nm?lOOnm。
[0010]實(shí)施例3
取500ml含碘溶液，加入0.3812g無水亞硫酸鈉作為還原劑，控制攪拌速度為120rpm、溫度55°C、時間20min，含碘溶液顏色由紅色變?yōu)闊o色，向溶液中加入事先配置好的微乳液300ml (微乳液中環(huán)己烷、十二烷基苯磺酸鈉、正戊醇的質(zhì)量比為89:5:6)，攪拌均勻后加入
0.lmol/L硫酸銅溶液790ml，控制攪拌速度250rpm、溫度50°C、時間40min，反應(yīng)結(jié)束后將混合溶液靜置Ih后分相，上層有機(jī)相作為微乳液循環(huán)使用，下層溶液過濾，濾餅每次用48ml去離子水洗滌2次，然后用48ml無水乙醇洗滌2次，洗滌完后濾餅置于烘箱中在105°C下干燥2h，得產(chǎn)品。產(chǎn)品經(jīng)檢測碘化亞銅的純度為98.7%，產(chǎn)品粒徑在50 nm?lOOnm。
[0011] 實(shí)施例4
取500ml含碘溶液，加入0.3812g無水亞硫酸鈉作為還原劑，控制攪拌速度為120rpm、溫度45°C、時間lOmin，含碘溶液顏色由紅色變?yōu)闊o色，向溶液中加入事先配置好的微乳液500ml (微乳液中環(huán)己烷、十二烷基苯磺酸鈉、正戊醇的質(zhì)量比為89:5:6)，攪拌均勻后加入
0.lmol/L硫酸銅溶液725ml，控制攪拌速度200rpm、溫度40°C、時間60min，反應(yīng)結(jié)束后將混合溶液靜置Ih后分相，上層有機(jī)相作為微乳液循環(huán)使用，下層溶液過濾，濾餅每次用44ml去離子水洗滌2次，然后用44ml無水乙醇洗滌2次，洗滌完后濾餅置于烘箱中在105°C下干燥2h，得產(chǎn)品。產(chǎn)品經(jīng)檢測碘化亞銅的純度為98.5%，產(chǎn)品粒徑在50 nm?lOOnm。
【權(quán)利要求】
1.一種利用微乳液法制備納米級超細(xì)碘化亞銅的方法，其特征是以硫，酸銅及含碘吸收液為原料，其中含碘吸收液的主要元素含量組成為:碘單質(zhì)約100 ppm?1500ppm ;碘離子約30000 ppm?50000ppm ;硫酸根約35000 ppm?60000ppm ;氣離子約400ppm?1500ppm 丐、鎂、招、鐵離子共約50 ppm?200ppm,利用反膠束微乳液體系的分散作用和形貌控制作用，在減緩反應(yīng)速度和前驅(qū)體的形貌誘導(dǎo)作用下，制備出一維結(jié)構(gòu)的超細(xì)碘化亞銅超細(xì)顆粒，此制備工藝主要包括微乳液制備、原料預(yù)處理、反應(yīng)合成、過濾、洗滌、干燥工序；具體的工藝方案為:所采用的微乳液體系由環(huán)己烷、十二烷基苯磺酸鈉、正戊醇組成,其中環(huán)己烷所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89%，十二烷基苯磺酸鈉所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，正戊醇所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，配置后攪拌均勻；取一定量的含碘吸收液，加入亞硫酸鈉作為還原劑，控制還原劑加入量與含碘溶液中碘單質(zhì)的物質(zhì)的量比為I?1.5:1，反應(yīng)溫度為25°C?60°C，攪拌速度為50 rpm?400rpm,反應(yīng)時間為5 min?60min,反應(yīng)結(jié)束后,加入事先配置好的微乳液，控制含碘吸收液與加入的微乳液體積比為I?2:1，攪拌均勻后，加入硫酸銅溶液，其中硫酸銅溶液濃度為0.lmol/L，并控制含碘溶液中碘離子與加入的硫酸銅物質(zhì)的摩爾比為2?2.5:1，反應(yīng)溫度25°C?60°C，攪拌速度為200 rpm?500rpm，反應(yīng)時間為30 min?150min，反應(yīng)結(jié)束后，將溶液靜置lh，待分層完全后分相，上層有機(jī)相作為微乳液循環(huán)使用，下層溶液使用真空抽濾方式過濾，濾餅每次用其質(zhì)量3倍的去離子水洗滌2次，然后用相同量的無水乙醇洗滌2次，洗滌后的濾餅置于真空干燥箱中烘干即得產(chǎn)品，控制干燥溫度為700C -110°C，干燥時間為 2h-6h。
【文檔編號】C01G3/04GK104291373SQ201410559819
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】郭舉, 李文飛, 張丹, 解田, 楊帆, 楊麗萍 申請人:甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司