一种纳米氧化锆前躯体的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特点是在有机溶剂中氨存在下，四氯化锆与烷氧基供体反应生成四烷氧基锆溶液，经脱色、蒸馏和过滤等精制得到成品四烷氧基锆；四烷氧基锆水解后即可得到纳米级氧化锆；其方法工艺合理，操作安全，无废弃物排放，满足环境友好要求。
【专利说明】一种纳米氧化锆前躯体的制备方法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及材料【技术领域】，具体地讲是一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，主要用于电子信息航天、原子能等高新【技术领域】。
[0002]【背景技术】:
在电子信息航天、原子能等高新领域，锆及其化合物是必不可少的材料，用物理方法制备的二氧化锆很难达到纳米级(10-100纳米)；纳米级氧化锆是生产电子屏幕、无机薄膜和精密陶瓷等材料不可缺少的原料，这些材料被广泛用于航天、原子能、电子信息等高新【技术领域】；纳米级氧化锆制成的薄膜在电子触摸屏及各类显示器的防眩光、防辐射、防静电等方面，具有不可替代的作用。目前主要采用烷氧基锆(醇锆)水解的方法制备纳米级二氧化锆，而烷氧基锆(醇锆)生产技术的研究、开发较少，产品成本高。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，主要解决目前纳米级二氧化锆的制备原料成本的等问题。
[0004]本发明的技术方案是:一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特殊之处在于包括如下工艺步骤:
a烷氧基化，将四氯化锆和烷氧基供体加入到反应釜中，加入溶剂搅拌至四氯化锆溶解，通入氨气至体系呈碱性， PH为8-10，过滤并洗涤滤饼，收集滤液和洗涤液，为四烷氧基锆溶液，滤饼为氯化铵；
b精制，将滤液与洗涤液混合，加入固体脱色剂，搅拌加热至80°C，保温30min，滤除脱色剂，溶液蒸馏至四烷氧基锆含量> 80%，精滤后得到成品。
[0005]进一步的，a步骤所述的四氯化锆采用以下方法制得:
1)碳化，将二氧化锆和炭粉与粘结剂混合均匀，置于碳化炉中，在900-1000°C温度下加热至无挥发物排出，降至室温，得到锆焦；
2)氯化，将锆焦破碎至5-15mm，置于氯化炉中，升温至800°C通入氯气，氯化温度800°C，氯化炉出口气体经冷却得到白色粉末状四氯化锆；尾气中少量的氯气用氢氧化钠溶液吸收转化为次氯酸钠。
[0006]进一步的，a步骤所述的烷氧基供体为低碳醇，分别为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
[0007]进一步的，a步骤所述的溶剂为烷烃芳烃类，分别为笨、甲苯或石油醚。
[0008]进一步的，b步骤所述的脱色剂为分子筛、白土或活性炭。
[0009]进一步的,所述的碳化步骤的粘结剂为浙青或鹿糖。
[0010]本发明所述的一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其生产的烷氧基锆作为制备纳米级氧化锆的前躯体，烷氧基锆水解后即可得到纳米级氧化锆。
[0011]本发明所述的一种纳米氧化锆前躯体的制备方法与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步:方法工艺合理，操作安全，无废弃物排放，满足环境友好要求。
[0012]【专利附图】
【附图说明】:
图1是本发明的流程图。[0013]【具体实施方式】:
为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本发明；所举实施例仅用于解释本发明，而不是用于限制本发明的范围。
[0014]实施例1，参见图1，以二氧化锆为原料，二氧化锆具有高温导电性、传输氧气等特殊性能；具体步骤如下: 1、碳化，按化学计量量称取二氧化锆和炭粉，并与粘结剂蔗糖混合均匀，置于碳化炉中，在900-1000°C温度下加热至无挥发物排出，降至室温，得到锆焦；
2、氯化，将锆焦破碎至5-15_，置于氯化炉中，升温至800°C通入氯气，氯化炉出口气体经冷却得到白色粉末状四氯化锆；尾气中少量的氯气用氢氧化钠溶液吸收转化为次氯酸钠；
3、烷氧基化，按化学计量量将四氯化锆和正丁醇加入到反应釜中，加入溶剂石油醚搅拌至氯化锆溶解，通入氨气至体系呈碱性，PH为8-10，过滤并洗涤滤饼，收集滤液和洗涤液，为四正丁氧基锆溶液，滤饼为氯化铵；
4、精制，将滤液与洗涤液混合，加入固体脱色剂活性炭，搅拌加热至80°C，保温30min，滤除脱色剂，溶液蒸馏至四正丁氧基锆含量>80%，精滤后得到成品。
[0015]上述实施例1是以正丁醇为烷氧基供体，得到的产品为四正丁氧基锆；也可以甲醇、乙醇或丙醇为原料，得到的产品分别为四甲氧基锆、四乙氧基锆或四丙氧基锆。
[0016]上述实施例1烷氧基化步骤加入的溶剂为石油醚，也可为笨或甲苯；精制步骤的脱色剂为活性炭，也可为分子筛或白土；碳化步骤的粘结剂为蔗糖，也可为浙青。
[0017]实施例2，以四氯化锆为原料，以正丁醇为烷氧基供体，具体步骤如下:
将反应釜洗净烘干，加入16Kg四氯化锆、56Kg正丁醇和48Kg石油醚，启动搅拌，控制釜温25— 50°C，以0.5—1.5m3/h流量通入氨气至PH为9_10为止，静止过夜；过滤釜料，用石油醚洗涤滤饼1-3次，2、3次滤液循环使用，收集滤液和I次洗涤液,混合后加入固体脱色剂分子筛，进行精制，搅拌加热至80°C，保温30min，滤除脱色剂，减压蒸馏至四正丁氧基锆含量≥80%,降温过滤得到四正丁氧基锆产品。
【权利要求】
1.一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤: a烷氧基化，将四氯化锆和烷氧基供体加入到反应釜中，加入溶剂搅拌至四氯化锆溶解，通入氨气至体系呈碱性，PH为8-10，过滤并洗涤滤饼，收集滤液和洗涤液，为四烷氧基锆溶液，滤饼为氯化铵； b精制，将滤液与洗涤液混合，加入固体脱色剂，搅拌加热至80°C，保温30min，滤除脱色剂，溶液蒸馏至四烷氧基锆含量> 80%，精滤后得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特征在于a步骤所述的四氯化锆采用以下方法制得: 1)碳化，将二氧化锆和炭粉与粘结剂混合均匀，置于碳化炉中，在900-100(TC温度下加热至无挥发物排出，降至室温，得到锆焦； 2)氯化，将锆焦破碎至5-15mm，置于氯化炉中，升温至800°C通入氯气，氯化温度.800°C，氯化炉出口气体经冷却得到白色粉末状四氯化锆；尾气中少量的氯气用氢氧化钠溶液吸收转化为次氯酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特征在于a步骤所述的烷氧基供体为低碳醇。
4.根据权利要求3所述的一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特征在于所述的低碳醇为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
5.根据权利要求1所述的一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特征在于a步骤所述的溶剂为烷烃芳烃类。
6.根据权利要求5所述的一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特征在于所述的烷烃芳烃类为笨、甲苯或石油醚。
7.根据权利要求1所述的一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特征在于b步骤所述的脱色剂为分子筛、白土或活性炭。
8.根据权利要求2所述的一种纳米氧化锆前躯体的制备方法，其特征在于所述的碳化步骤的粘结剂为浙青或蔗糖。
【文档编号】C01G25/02GK103554145SQ201310464085
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】宋华西, 曲宏甫, 赵大江, 张志峰, 牛韶杰 申请人:烟台宏泰达化工有限责任公司