一种感光材料硝酸银的纯化方法与流程

文档序号:11169600阅读:1601来源:国知局

本发明涉及试剂提纯的技术领域,尤其涉及一种感光材料硝酸银的纯化方法。



背景技术:

硝酸银是一种重要的化工产品,是生产各种感光材料,如银催化剂、触点材料、抗菌材料、氧化银以及超细银粉等白银精细化工产品的基础原料,在很多领域有着广泛的应用。

现有技术中,硝酸银常规的制备方法是以白银为原料,用稀硝酸溶解得到硝酸银溶液,经蒸发,浓缩,结晶等处理得到硝酸银产品。随着感光材料生产技术的发展,对硝酸银的质量及其杂质离子的含量提出了越来越高的要求,试剂级硝酸银(含量为99.5-99.8%)由于存在微量重金属和贵金属杂质离子影响感光材料的质量,已不能满足感光材料发展的需要,因此研制和生产高纯硝酸银(含量达到99.99%及以上)势在必然,这种高纯硝酸银单个重金属和贵金属杂质离子含量低于1ppm及以下。目前国内大多数厂家生产的硝酸银产品中重金属和贵金属杂质离子的含量无法达到上述要求。

中国专利01114721.0报道了一种高纯度硝酸银晶体的制备方法,该方法将白银溶解于硝酸,得到硝酸银溶液,通过向溶液中加入硝酸,提高硝酸的浓度,气体吹扫等手段改善和加强杂质离子的去除。不足之处在于在蒸发过程中部分硝酸分解为二氧化氮,必须吹入净化气体将氮化物赶出,能耗大,成本高,难以保证产品的质量;若吹脱的氮化物得不到有效的吸收,易污染大气环境;中国专利200810022872公开了一种高纯度硝酸银的制备方法,该方法以纯度为90%及以上的白银和稀硝酸进行反应,反应后加入计量的氧化银,在低温下析出杂质沉淀,经过滤除杂,浓缩,结晶,干燥等后处理得到目标产品。该方法在90℃的条件下加入计量的氧化银,-10℃的条件下将反应液中的杂质解析出来,操作繁琐,能耗大,难以控制产品中重金属和贵金属杂质离子的含量。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供一种感光材料硝酸银的纯化方法,经该纯化方法环保、操作简单、成本较低,经该纯化方法得到的提纯产品纯度较高。

一种感光材料硝酸银的纯化方法,包括以下步骤:

(1)将mcm-48介孔分子筛浸渍在含有硝酸银粗品的硝酸银溶液中以得到载有银离子分子筛;

(2)用硝酸清洗所述载有银离子分子筛,得到清洗液;

(3)从所述清洗液分离出硝酸银固体。

步骤(1)中,mcm-48介孔分子筛中“介孔分子筛”是指一种孔径介于微孔与大孔之间(例如1.5~10nm)的具有巨大表面积和三维孔道结构的新型材料。本发明中,采用的mcm-48介孔分子筛,其孔径为2~5nm,该孔径与银离子的半径大小相当(此处,相当理解为5倍以下倍数),因此对银离子有较高的选择性吸附性。mcm-48介孔分子筛可以采用现有技术来获得,例如可以参照中国专利cn1364729a所述的方法或者采用市售的方法获得(例如吉仓纳米公司所生产)。

上述mcm-48介孔分子筛较好地是修饰有胺基或巯基的mcm-48介孔分子筛。胺基或巯基的修饰方法的获得可以采用浸渍法,即采用含有任何含有胺基或巯基的液体对mcm-48介孔分子筛进行充分浸渍即可。

可列举出一种胺基或巯基的修饰方法的具体获得方式。将mcm-48介孔分子筛浸渍在包含氨基丙烷或丙硫醇的浸渍液,再干燥经浸渍的mcm-48介孔分子筛。

这里,浸渍液的溶剂可以是沸点在90~200℃的溶剂,可列举出甲苯、dmf、dmac或者其任意组合。浸渍的温度与浸渍液沸点相差10℃,也就是说,若浸渍液的沸点是114℃,则浸渍的温度为104~124℃。于此浸渍温度下,浸渍的时间参考性地为10~20h,如10h、11h、12h、15h、18h、20h。干燥的温度较为适宜地为150~180℃,如150℃、152℃、155℃、160℃、165℃、175℃、178℃或180℃等。

步骤(1)中浸渍的温度较好地为20~40℃,优选为室温。于此温度下,浸渍的时间为8~12h。

为了提高mcm-48介孔分子筛对银离子的高吸收率以得到较高银离子含量的载有银离子分子筛,浸渍可在酸性条件下进行。具体方式有二种,第一种是在浸渍前,可对mcm-48介孔分子筛采用酸(例如硝酸)浸渍以活化,至于浸渍的条件可参照通常分子筛的酸活化条件来施行。第二种是,在浸渍液中加入少量的硝酸。

步骤(2)中,可以理解的是,清洗液是指硝酸通过载有银离子分子筛后得液体。硝酸清洗的目的是,通过氢离子与载有银离子分子筛进行阳离子交换,将载有银离子分子筛中的银离子脱去到清洗液中,而硝酸中的硝酸根能够通过mcm-48介孔分子筛而进入到清洗液中从而得到只含有硝酸银的清洗液。硝酸中的氢离子被吸附在mcm-48介孔分子筛上以得到重新活化的mcm-48介孔分子筛。

硝酸的物质量浓度较为适宜地为3~6mol/l,如3mol/l、3.2mol/l、3.5mol/l、4mol/l、4.5mol/l、5mol/l、5.5mol/l或6mol/l等。硝酸的用量不作特别限定,本领域技术人员可根据实际需要来获得。

上述硝酸银粗品可采用工业级硝酸银,其纯度可以为95~97wt%,例如95wt%、95.5wt%、96wt%、96.5wt%、96.8wt%或97wt%等。

步骤(3)中所述从硝酸银溶液中分离出硝酸银固体的方式可以采用加热减压浓缩,当然也可采用减压蒸发等。这里加热减压浓缩,顾名思义地,是指在减压下加热至液体不沸腾以析出晶体的过程。

为获得较好的分离效果,加热减压浓缩压力可为0.08~0.12mpa,例如0.08mpa、0.082mpa、0.085mpa、0.09mpa、0.10mpa、0.11mpa、0.115mpa、0.118mpa或0.12mpa等。加热减压浓缩的温度可以为62~68℃,例如62℃、62.5℃、63℃、65℃、66℃、67℃、68℃等,优选为65℃。

本发明未述及之处适用于现有技术。

如本文所用,上述术语:

“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位,1份可表示任意的单位质量,如可以表示为1g,也可表示2.689g等。假如我们说a组分的质量份为a份,b组分的质量份为b份,则表示a组分的质量和b组分的质量之比a:b。或者地,表示a组分的质量为ak,b组分的质量为bk(k为任意数,表示倍数因子)。不可误解的是,与质量分数不同的是,所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。

“一个”、“一种”和“所述”可交换使用并指一个或多个。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生,例如,a和/或b包括(a和b)和(a或b)。

另外,本文中由端点表述的范围包括该范围内所包含的所有数值(例如,1至10包括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等)。

另外,本文中“至少一个”的表述包括一个及以上的所有数目(例如,至少2个、至少4个、至少6个、至少8个、至少10个、至少25个、至少50个、至少100个等)。

本发明的纯化方法中,采用mcm-48介孔分子筛浸渍在含有硝酸银粗品的硝酸银溶液中,从而将银离子吸附在分子筛,再硝酸清洗载有银离子分子筛,使得吸附的银离子解析在清洗液中,从而提高了产品的纯度和回收率,具有工业化生产的前景。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

将mcm-48介孔分子筛浸渍在以氨基丙烷为溶质、以甲苯为溶剂的浸渍液,在100℃下回流20h,而后过滤,再在150℃下干燥经浸渍的mcm-48介孔分子筛,得到氨基的mcm-48介孔分子筛,备用。将所制备的氨基修饰的mcm-48介孔分子筛在20℃浸渍在含有硝酸银粗品的硝酸银溶液中,并保持浸渍12h,以得到载有银离子分子筛。

将3mol/l对上述载有银离子分子筛清洗,并过滤,保留滤液。该滤液经石英提纯装置在0.08mpa、65℃下减压浓缩,获得纯化的硝酸银,产率为97.7%,纯度99.99%(icp-ms分析)。

实施例2

将mcm-48介孔分子筛浸渍在以氨基丙烷为溶质、以dmf为溶剂的浸渍液,在150℃下回流10h,而后过滤,再在180℃下干燥经浸渍的mcm-48介孔分子筛,得到氨基或巯基修饰的mcm-48介孔分子筛,备用。将所制备的氨基修饰的mcm-48介孔分子筛在40℃浸渍在含有硝酸银粗品的硝酸银溶液中,并保持浸渍8h,以得到载有银离子分子筛。

将6mol/l对上述载有银离子分子筛清洗,并过滤,保留滤液。滤液经石英提纯装置在0.1mpa、65℃下减压浓缩,获得纯化的硝酸银,产率为96.9%,纯度99.992%(icp-ms分析)。

实施例3

将mcm-48介孔分子筛浸渍在以丙硫醇为溶质、以dmac为溶剂的浸渍液,在165℃下回流15h,而后过滤,再在165℃下干燥经浸渍的mcm-48介孔分子筛,得到巯基修饰的mcm-48介孔分子筛,备用。将所制备的巯基修饰的mcm-48介孔分子筛在40℃浸渍在含有硝酸银粗品的硝酸银溶液中,并保持浸渍8h,以得到载有银离子分子筛。

将4mol/l对上述载有银离子分子筛清洗,并过滤,保留滤液,滤液经石英提纯装置在0.12mpa、65℃下减压浓缩,获得纯化的硝酸银产率为95.1%,纯度99.995%(icp-ms分析)。

实施例4

将mcm-48介孔分子筛浸渍在以氨基丙烷为溶质、以dmf为溶剂的浸渍液,在150℃下回流15h,而后过滤,再在150℃下干燥经浸渍的mcm-48介孔分子筛,得到氨基修饰的mcm-48介孔分子筛,备用。将所制备的氨基修饰的mcm-48介孔分子筛在30℃浸渍在含有硝酸银粗品的硝酸银溶液中,并保持浸渍10h,以得到载有银离子分子筛。

将4.5mol/l对上述载有银离子分子筛清洗,并过滤,保留滤液。滤液经石英提纯装置在0.12mpa、65℃下减压浓缩,获得纯化的硝酸银产率为95.1%,纯度99.995%(icp-ms分析)。

由于本发明中所涉及的各工艺参数的数值范围在上述实施例中不可能全部体现,但本领域的技术人员完全可以想象到只要落入上述该数值范围内的任何数值均可实施本发明,当然也包括若干项数值范围内具体值的任意组合。此处,出于篇幅的考虑,省略了给出某一项或多项数值范围内具体值的实施例,此不应当视为本发明的技术方案的公开不充分。

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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