光稳定性卤化银粉末及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种光稳定性卤化银粉末及其制备方法，该光稳定性卤化银粉末由银盐、石墨材料及卤化物合成，其分子式为：AgX，其中X是F、Cl、Br、I其中的任意一种或者两种的组合；银盐、石墨材料及卤化物重量份数比为：100:5至25：30至90；制备方法包括：配置银盐溶液；制备石墨材料；配置卤化物溶液；合成，在配置好的银盐溶液中加入石墨材料，搅拌数分钟后向石墨银盐溶液混合物中滴加卤化物溶液，再搅拌数分钟后得到合成粗品产物；对合成粗品产物提纯得成品；该方法制备的卤化银粉末具有较好的光稳定性，制备方法设计合理，操作简便，成本低。
【专利说明】 光稳定性卤化银粉末及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光稳定性卤化银粉末及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现有卤化银粉末，具有强烈的见光分解现象，其在自然光照作用下很快就分解成为单质银和氯气，从而失去卤化银的特性。因此，在合成过程、存放过程以及使用过程中，为了保持卤化银的使用特性必须尽量避光。这样就给卤化银的制备和使用的各个环节造成很多难度，带来诸多不便。同时还限制了卤化银的使用场所。所以有待开发光稳定性卤化银粉末及其制备方法。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种光稳定性卤化银粉末及其制备方法，其制备的卤化银粉末具有较好的光稳定性，制备方法设计合理，操作简便，成本低。
[0004]本发明的目的是由以下技术方案实现的。
[0005]本发明光稳定性卤化银粉末，其特征在于，其由银盐、石墨材料以及卤化物合成，其分子式为:AgX，其中X是F、Cl、Br、I其中的任意一种或者两种的组合；银盐、石墨材料以及卤化物的重量份数比为:100:5至25:30至90。
[0006]前述的光稳定性卤化银粉末，其特征在于，所述银盐为水溶性银盐，该水溶性银盐为硝酸银(AgNO3)或者醋酸银(AgAc);
[0007]所述石墨材料为天然鳞片石墨，该天然石墨材料的平均粒度为I至5 μ m ;
[0008]所述卤化物为氟化钠(NaF)、氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)或碘化钾(KI)。
[0009]本发明光稳定性卤化银粉末的制备方法，其特征在于，包括步骤:(一)配置银盐溶液；(二)制备石墨材料；(三)配置卤化物溶液；(四)合成，在配置好的银盐溶液中加入石墨材料，搅拌数分钟后向石墨银盐溶液的混合物中滴加卤化物溶液，再继续搅拌数分钟后得到合成的粗品产物；(五)对四步得到的合成粗品产物进行提纯，得到成品。
[0010]前述的光稳定性卤化银粉末的制备方法，其中，所述配置银盐溶液是在称取的银盐中加入去离子水充分溶解得到银盐溶液；
[0011]所述制备石墨材料是将平均粒度为I至5 μ m的石墨材料用稀硝酸(HNO3)在搅拌条件下进行酸洗除杂后用去离子水清洗3遍，接着用氢氧化钠(NaOH)在搅拌条件下进行碱洗除油后经去离子水洗涤5遍，然后干燥，再放置于干燥器中备用；
[0012]所述配置卤化物溶液是在称取的卤化物中加入去离子水充分溶解得到卤化物溶液；
[0013]所述合成是在反应瓶加入配置好的银盐溶液，在常温搅拌条件下加入制备好的石墨，继续搅拌数分钟后，向石墨银盐溶液的混合物中滴加卤化物溶液，再继续搅拌数分钟后得到粗品产物；
[0014]所述提纯是对合成粗品产物进行常温减压固液分离，将固体分离物与去离子水混合搅拌数分钟后，再次进行常温减压固液分离，用去离子水反复洗涤固相，直至分离出的洗涤液用硝酸银检查无氯离子检出；最后在常温常压条件下用乙醇与分离出的固体物混合搅拌数分钟后进行减压固液分离，分离后的固体物放入烘箱烘干数小时，干燥后得成品。
[0015]前述的光稳定性卤化银粉末的制备方法，其中，所述银盐、石墨材料以及卤化物的重量份数比为:100:5至25:30至90 ；
[0016]所述银盐为水溶性银盐，该水溶性银盐为硝酸银(AgNO3)或者醋酸银(AgAc);
[0017]所述石墨材料为天然鳞片石墨，该天然鳞片石墨材料的平均粒度为I至5 μπι ;
[0018]所述卤化物为氟化钠(NaF)、氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)或碘化钾(KI)。
[0019]前述的光稳定性卤化银粉末的制备方法，其中，所述配置银盐溶液为硝酸银溶液，浓度为0.1Omol.L—1;该0.1Omol.L ―1硝酸银盐溶液配置:称取分析纯硝酸银17.0g，放入250mL烧杯中，加入100.0mL去离子水充分溶解，将溶液转移到100mL棕色容量瓶中，再用10mL去离子水清洗烧杯3次，水洗液全部转移到100mL棕色容量瓶中，并用去离子水定容至刻度；
[0020]所述制备石墨材料是将10g的平均粒度为2 μπι的天然鳞片石墨材料用浓度为2mol.L—1稀硝酸(HNO 3) 300mL，在60°C磁力搅拌条件下进行酸洗2h除杂，60°C去离子水清洗3遍；然后用300mL的3mol.171氢氧化钠(NaOH)在50°C磁力搅拌条件下进行碱洗除油2h，经50°C去离子水洗涤5遍，最后在100°C _150°C干燥24h，放置于干燥器中备用；
[0021]所述配置卤化物溶液是氯化钠(NaCl)溶液，该氯化钠(NaCl)溶液的浓度为
0.1Omol吨-1，该0.1Omol.Ι^氯化钠(NaCl)溶液的配置:称取分析纯氯化钠(NaCl) 5.85g，将其放入放入250mL烧杯中，加入100.0mL去离子水充分溶解，将溶液转移到100mL棕色容量瓶中，再用10mL去离子水清洗烧杯3次，水洗液全部都转移到100mL棕色容量瓶中，并用去离子水定容至刻度；
[0022]所述合成是在棕色反应瓶加入10mL配置好的硝酸银溶液，磁力搅拌条件下加入制备好的0.1g石墨后，继续搅拌1min ;然后滴加入配置好的氯化钠(NaCl)溶液100mL，滴加完毕后继续搅拌15至20分钟，得到粗品产物；
[0023]所述提纯是对合成粗品产物进行常温减压固液分离，将固体分离物与300mL去离子水充分混合搅拌20min后，再次进行常温减压固液分离，用去离子水反复洗涤固相，直至分离出的洗涤液用硝酸银检查无氯离子检出；最后在常温常压条件下，用300mL分析纯乙醇与分离出的固体物充分混合搅拌20min后进行减压固液分离，以脱水而防止固体粉末团聚，分离后的固体物放入托盘中在50°C至80°C烘箱烘干24小时，干燥后的固体粉末为成品，将成品存放于黑色试剂瓶中。
[0024]本发明光稳定性卤化银粉末及其制备方法的有益效果，其在一定浓度硝酸银(AgNO3)溶液中先按照比例定量加入一种石墨材料，利用石墨材料的多层层状结构及其强大的吸附能力，将银离子吸附于石墨层间和表面；然后加入一定浓度氟化钠(NaF)、氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)或者碘化钾(KI)溶液作为沉淀剂，其中的F—、Cl' Br—或者1-卤素离子与吸附在石墨层间和表面的银离子相互反应，使制备出的卤化银有效的分散在石墨层间，利用石墨本身的黑色及其多层结构特性起到遮光作用，从而阻止卤化银与光线的直接持续接触，有效抑制卤化银光分解。其制备方法简单易行、操作简便，选取原料成本低廉，制备出的卤化银粉末具有较好的抑制光分解的能力同时不影响卤化银的电化学使用特性。降低了卤化银存储和使用过程中对避光环境条件的要求，扩展使用范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例1号样品合成当天的XRD(X射线衍射)图谱。
[0026]图2为本发明实施例3号样品合成当天的XRD图谱。
[0027]图3为本发明实施例1号样品自然光照30天后XRD图谱。
[0028]图中主要标号说明:纵坐标表示XRD衍射峰的强度，横坐标表示XRD衍射角的两倍。
【具体实施方式】
[0029]实施例:
[0030]0.1Omol.L 1的硝酸银盐溶液配置:称取分析纯硝酸银(分子量M =169.87) 17.0g，放入250mL烧杯中，加入100.0mL去离子水充分溶解，将溶液转移到100mL棕色容量瓶中，再用10mL去离子水清洗烧杯3次，水洗液全部转移到100mL棕色容量瓶中，并用去离子水定容至刻度；
[0031]0.1Omol.Γ1的氯化钠(NaCl)溶液配置:称取分析纯5.85g NaCl (分子量M =58.5)，将其放入放入250mL烧杯中，加入100.0mL去离子水充分溶解，将溶液转移到100mL棕色容量瓶中，再用10mL去离子水清洗烧杯3次，水洗液全部都转移到100mL棕色容量瓶中，并用去离子水定容至刻度；
[0032]制备石墨材料:将1 O g的平均粒度为2 μ m的天然鳞片石墨材料用浓度为2mol.L—1稀硝酸(HNO 3) 300mL，在60°C磁力搅拌条件下进行酸洗2小时除杂，再用60°C去离子水清洗3遍；然后用300mL的3mol.171氢氧化钠(NaOH)在50°C磁力搅拌条件下进行碱洗除油2小时，经50°C去离子水洗涤5遍，最后在100°C _150°C条件下干燥24小时，放置于干燥器中备用。
[0033]合成粗品:
[0034]1、取0.1Omol.L4的硝酸银溶液100.0mL在常温磁力搅拌条件下加入0.1Og石墨，继续搅拌10分钟，然后滴加0.1Omol.L—1的氯化钠溶液105.0mL，继续搅拌15分钟，得粗品1.4g，为I号样品。
[0035]2、取0.1Omol.L4的硝酸银溶液100.0mL在常温磁力搅拌条件下加入0.20g石墨，继续搅拌10分钟，然后滴加0.1Omol.L—1的氯化钠溶液105.0mL，继续搅拌20分钟，得粗品1.5g，为2号样品。
[0036]3、取0.1Omol.L—1的硝酸银溶液100.0mL在常温磁力搅拌条件下加入0.40g石墨，继续搅拌10分钟，然后滴加0.1Omol.L—1的氯化钠溶液105.0mL，继续搅拌20分钟，得粗品1.7g，为3号样品。
[0037]4、取0.40mol.L4的硝酸银溶液100.0mL在常温磁力搅拌条件下加入0.80g石墨，继续搅拌10分钟，然后滴加0.40mol.L—1的氯化钠溶液105.0mL，继续搅拌15分钟，得粗品6.0g，为4号样品。
[0038]5、取1.0Omol.L4的硝酸银溶液100.0mL在常温磁力搅拌条件下加入2.0Og石墨，继续搅拌10分钟，然后滴加1.0Omol.L—1的氯化钠溶液105.0mL，继续搅拌15分钟，得粗品14.0g，为5号样品。
[0039]粗品提纯得样品:
[0040]对上述五个样品的粗品分别进行常温减压固液分离，将固体分离物与300mL去离子水充分混合搅拌20min后，再次进行常温减压固液分离，用去离子水反复洗涤固相，直至分离出的洗涤液用硝酸银检查无氯离子检出；最后在常温常压条件下，用300mL分析纯乙醇与分离出的固体物充分混合搅拌20min后进行减压固液分离，分离后的固体物放入托盘中在60°C烘箱烘干24小时，干燥后的固体粉末为成品，将成品存放于黑色试剂瓶中，作为I至5号样品的成品，待取样检测。
[0041]检测:
[0042]经XRD测试证实上述五个样品均为石墨与氯化银的混合物。五个样品的XRD图谱峰位置基本一致，只是由于各个组分的比例问题，导致样品XRD的对应位置的峰强度稍有变化，选取其中强度变化比较大的I和3号两个样品自然光照射30天测定的XRD结果显示如下:
[0043]由图1、图2、图3所示可以看出:比较1、3号两个样品，I号样品中石墨含量比3号样品石墨含量小，在图谱中表现出石墨衍射峰主强峰的强度与氯化银主强峰的强度比随着石墨含量增加而增大。
[0044]选取石墨含量较小遮光效果较差的I号样品(石墨含量小遮蔽效果相对较差)光照前后的变化可以看出:主要衍射峰没有发生任何变化，只出现了极少量的杂峰，并没有出现氯化银光分解产物Ag的特征衍射峰。该测试结果表明:在合成氯化银过程中按照本申请的方式添加石墨可以获得有效抑制光分解的氯化银粉末。
[0045]本实施例方法适用于硝酸银和卤素体系(F_，Cl_，Br_，Γ)制备单一卤化银和混合卤化银，都能起到有效抑制卤化银光分解的目的，不再一一叙述。
[0046]本发明光稳定性卤化银粉末的制备方法的原理，在一定浓度硝酸银溶液先加入石墨材料，利用石墨材料的多层层状结构及其强大的吸附能力，将银离子吸附于石墨层间和表面；然后加入卤化物作为沉淀剂，使卤化物中的卤素离子与吸附在石墨层间和表面的银离子相互反应，合成出的卤化银有效分散在石墨层间，从而可利用石墨本身的黑色及其多层结构特性起到遮光作用，阻止卤化银与光线的直接持续接触，有效抑制卤化银光分解。
[0047]本发明的优点是方法简单易行、操作简便、选取的原料成本低廉，制备出的卤化银粉末具有较好的抑制光分解的能力同时不影响卤化银的电化学使用特性。降低卤化银制备、存储和使用过程中对避光环境条件的要求，扩展了其使用范围。
[0048]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种光稳定性卤化银粉末，其特征在于，其由银盐、石墨材料以及卤化物合成，其分子式为:AgX，其中X是F、Cl、Br、I其中的任意一种或者两种的组合；银盐、石墨材料以及卤化物的重量份数比为:100:5至25:30至90。
2.根据权利要求1所述的光稳定性卤化银粉末，其特征在于，所述银盐为水溶性银盐，该水溶性银盐为硝酸银(AgN03)或者醋酸银(AgAc); 所述石墨材料为天然鳞片石墨，该天然石墨材料的平均粒度为1至5 μπι ; 所述卤化物为氟化钠(NaF)、氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)或碘化钾(KI)。
3.一种如权利要求1所述的光稳定性卤化银粉末的制备方法，其特征在于，包括步骤:(一)配置银盐溶液；(二)制备石墨材料；(三)配置卤化物溶液；(四)合成，在配置好的银盐溶液中加入石墨材料，搅拌数分钟后向石墨银盐溶液的混合物中滴加卤化物溶液，再继续搅拌数分钟后得到合成的粗品产物；(五)对四步得到的合成粗品产物进行提纯，得到成品。
4.根据权利要求3所述的光稳定性卤化银粉末的制备方法，其特征在于，所述配置银盐溶液是在称取的银盐中加入去离子水充分溶解得到银盐溶液； 所述制备石墨材料是将平均粒度为1至5 μπι的石墨材料用稀硝酸(ΗΝ03)在搅拌条件下进行酸洗除杂后用去离子水清洗3遍，接着用氢氧化钠(NaOH)在搅拌条件下进行碱洗除油后经去离子水洗涤5遍，然后干燥，再放置于干燥器中备用； 所述配置卤化物溶液是在称取的卤化物中加入去离子水充分溶解得到卤化物溶液； 所述合成是在反应瓶加入配置好的银盐溶液，在常温搅拌条件下加入制备好的石墨，继续搅拌数分钟后，向石墨银盐溶液的混合物中滴加卤化物溶液，再继续搅拌数分钟后得到粗品产物； 所述提纯是对合成粗品产物进行常温减压固液分离，将固体分离物与去离子水混合搅拌数分钟后，再次进行常温减压固液分离，用去离子水反复洗涤固相，直至分离出的洗涤液用硝酸银检查无氯离子检出；最后在常温常压条件下用乙醇与分离出的固体物混合搅拌数分钟后进行减压固液分离，分离后的固体物放入烘箱烘干数小时，干燥后得成品。
5.根据权利要求3所述的光稳定性卤化银粉末的制备方法，其特征在于，所述银盐、石墨材料以及卤化物的重量份数比为:100:5至25:30至90 ;所述银盐为水溶性银盐，该水溶性银盐为硝酸银(AgN03)或者醋酸银(AgAc);所述石墨材料为天然鳞片石墨，该天然鳞片石墨材料的平均粒度为1至5 μπι ;所述卤化物为氟化钠(NaF)、氯化钠(NaCl)、溴化钠(NaBr)或碘化钾(KI)。
6.根据权利要求4或5所述的光稳定性卤化银粉末的制备方法，其特征在于，所述配置银盐溶液为硝酸银溶液，浓度为0.lOmol.L—1;该0.lOmol.L ―1硝酸银盐溶液配置:称取分析纯硝酸银17.0g，放入250mL烧杯中，加入100.0mL去离子水充分溶解，将溶液转移到1000mL棕色容量瓶中，再用100mL去离子水清洗烧杯3次，水洗液全部转移到1000mL棕色容量瓶中，并用去离子水定容至刻度； 所述制备石墨材料是将100g的平均粒度为2 μπι的天然鳞片石墨材料用浓度为2mol.L—1稀硝酸(HNO 3) 300mL，在60°C磁力搅拌条件下进行酸洗2h除杂，60°C去离子水清洗3遍；然后用300mL的3mol.171氢氧化钠(NaOH)在50°C磁力搅拌条件下进行碱洗除油2h，经50°C去离子水洗涤5遍，最后在100°C _150°C干燥24h，放置于干燥器中备用； 所述配置卤化物溶液是氯化钠(NaCl)溶液，该氯化钠(NaCl)溶液的浓度为.0.lOmol吨4，该0.lOmol.171氯化钠(NaCl)溶液的配置:称取分析纯氯化钠(NaCl) 5.85g，将其放入放入250mL烧杯中，加入100.0mL去离子水充分溶解，将溶液转移到1000mL棕色容量瓶中，再用100mL去离子水清洗烧杯3次，水洗液全部都转移到1000mL棕色容量瓶中，并用去离子水定容至刻度； 所述合成是在棕色反应瓶加入100mL配置好的硝酸银溶液，磁力搅拌条件下加入制备好的0.lg石墨后，继续搅拌lOmin ;然后滴加入配置好的氯化钠(NaCl)溶液105.0mL，滴加完毕后继续搅拌15至20分钟，得到粗品产物； 所述提纯是对合成粗品产物进行常温减压固液分离，将固体分离物与300mL去离子水充分混合搅拌20min后，再次进行常温减压固液分离，用去离子水反复洗涤固相，直至分离出的洗涤液用硝酸银检查无氯离子检出；最后在常温常压条件下，用300mL分析纯乙醇与分离出的固体物充分混合搅拌20min后进行减压固液分离，以脱水而防止固体粉末团聚，分离后的固体物放入托盘中在50 °C至80 V烘箱烘干24小时，干燥后的固体粉末为成品，将成品存放于黑色试剂瓶中。
【文档编号】C01G5/02GK104495909SQ201410698694
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】储乐平, 刘福国, 苏锋, 陈斌, 李伟, 高荣杰, 李欣, 杜敏, 张静, 陈祥余 申请人:中国海洋石油总公司, 海洋石油工程股份有限公司