一种二氯四氨合钯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种二氯四氨合钯的制备方法，属于无机化合物领域。
技术背景
[0002]四氨合钯(II)类化合物([Pd(NH3)JX2,X = Cl、Br、N02、N03、Ac0、S04、C204等)是一类重要的钯化合物，广泛应用于化学催化及电镀工业。其中，二氯四氨合钯是最易得的四氨合钯类产品，也是制备其它四氨合钯类化合物的必经中间体或前驱体。因此，对二氯四氨合钯的制备工艺进行优化，以使其制备原料更易得、反应时间更短、产品纯度更高，具有积极的现实意义和广阔的应用前景。
[0003]目前，二氯四氨合钯的制备方法按起始原料可分为四大类:
[0004]第一类是以氯化钯(PdCl2)为起始原料，将氯化钯溶于稀盐酸中得到氯钯酸溶液，再滴加足量的氨水即可得到二氯四氨合钯；
[0005]第二类是以氯钯酸类化合物(X2PdCl4, X =队似、順4等)为起始原料，将氯钯酸类化合物溶于水中得到溶液，再滴加足量的氨水即可得到二氯四氨合钯；
[0006]第三类是以四氯合钯酸四氨合钯(Pd(NH3)4.PdCl4)为起始原料，将其溶于足量的氨水中即可制备得到二氯四氨合钯；
[0007]第四类是以二氯二氨合钯(Pd(NH3)2Cl2)为起始原料，将二氯二氨合钯溶于足量的氨水中即可得到二氯四氨合钯。
[0008]如上所述，第一类和第二类方法是当前制备二氯四氨合钯最常用的方法，例如，由美国 McGraw-Hill 公司出版、Henry F.Holtzclaw 主编的 Inorganic Syntheses 第八卷；中南大学出版社出版、杜新玲等主编的《贵金属冶金技术》；化学工业出版社出版、周全法等主编的《贵金属深加工工程》;化学工业出版社出版、于建民等主编的《贵金属化合物及配合物合成手册》；以及王大维等发表于《贵金属》第35卷第SI期的文章均采用了上述第二类方法制备二氯四氨合钯。该工艺方法的流程简单、易于操作，但反应时间较长，并且需要加入过量的氨水才能使(PdCl4) 2_完全转化为Pd (NH 3) 42+，再者，反应过程中加入的过量氨水对后续的分离和提纯带来较大的工作量，非常不利于产品的纯化处理。而对于上述第三类和第四类二氯四氨合钯的制备方法，目前只有化学工业出版社出版、于建民等主编的《贵金属化合物及配合物合成手册》中有提及。由于这两种合成工艺的起始原料不易得到，因而在实际生产中很少采用。
[0009]鉴于此，如何对二氯四氨合钯的制备方法进行优化和改进，以有效缩短反应时间、简化产品的分离提纯工序，是本领域亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0010]本发明解决的是现有技术中的二氯四氨合钯的制备方法所存在的反应时间长、产品分离提纯困难的问题，进而提供一种可有效缩短反应时间、简化产品的分离提纯工序、提高反应收率的二氯四氨合钯的制备方法。
[0011]本发明解决上述技术问题采用的技术方案为:
[0012]一种二氯四氨合钯的制备方法，至少包括如下步骤:
[0013]在280-380nm的紫外光照射下，氯钯酸与氨气发生反应，生成二氯四氨合钯。
[0014]所述紫外光的强度与所述氯钯酸中钯的质量之比为600_60000cd/g。
[0015]所述紫外光垂直入射至氯钯酸与氨气的反应体系中。
[0016]反应器管与多个紫外灯管平行设置，所述紫外灯管围绕所述反应器管等距离间隔设置，且所述反应器管与每个所述紫外灯管之间的距离相等。
[0017]在氯钯酸与氨气的反应体系中钯的含量小于60g/L。
[0018]所述氨气的纯度为99.99 % -99.999 %。
[0019]所述氨气经气体分布器进入至氯钯酸与氨气的反应体系中。
[0020]所述氨气与所述氯钯酸的摩尔比为4: 1
[0021]待反应完成后，将反应体系过滤，加热滤液至液面出现晶膜时停止加热，冷却析晶，收集并干燥结晶物，即得所述二氯四氨合钯。
[0022]本发明所述的二氯四氨合钯的制备方法，首次在其制备过程中采用280-380nm的紫外光来照射反应体系，以起到活化氯钯酸中的Pd-Ci配位键的作用，使得该配位键的成键轨道上的电子对获得足够的能量而跃迀至反键轨道上，从而极大地增加了氯钯酸中的(PdCl4)2-的不稳定性，有效加速了(PdCl 4)2-的解离，进而增大了氨气中的氨分子与中心离子Pd2+发生接触和碰撞的机率，有利于提高反应速率，加快了二氯四氨合钯的生成，本发明的制备方法可在短时间内使氯钯酸几乎完全转化成二氯四氨合钯，大大缩短了反应时间，同时也避免使用大量的氨，有利于产物的分离和纯化。本发明限定紫外光的强度与氯钯酸中钮的质量之比为600-60000cd/g，并进一步限定紫外光垂直入射至氯钮酸与氨气的反应体系中，以保证单位体积反应体系中的氯钯酸可以获得尽可能高的紫外光能量，有助于增大氯钯酸中的(PdCl4)2-的不稳定性，从而提高氯钯酸与氨气的反应速率。优选地，本发明中的反应器管与多个紫外灯管平行设置，所述紫外灯管围绕所述反应器管等距离间隔设置，且所述反应器管与每个所述紫外灯管之间的距离相等，以确保位于反应器管内的单位体积反应体系接收的紫外光能量相同，进而有利于提高反应速率，缩短反应时间。
[0023]与现有技术中的二氯四氨合钯的制备方法相比，本发明所述的二氯四氨合钯的制备方法具有如下优点:
[0024](I)本发明所述的二氯四氨合钯的制备方法，首次在其制备过程中采用280-380nm的紫外光来照射反应体系，可有效加速氯钯酸中的(PdCl4)2_的解离，有利于提高反应速率以加快二氯四氨合钯的生成，与现有技术制备二氯四氨合钯的方法相比，本发明的制备方法能够在短时间内使氯钯酸完全转化为二氯四氨合钯，大大缩短了反应时间，减少了钯的损失，从而有利于提高产品收率，使得本发明所述的制备方法的收率可高达98%以上。
[0025](2)本发明所述的二氯四氨合钯的制备方法，使用氨气代替传统工艺中的氨水进行反应，更易于控制反应进程，也使得本发明的制备方法可适用于连续性的生产工艺。并且，本发明中氨气的实际用量仅为其理论用量，与传统工艺中需要至少过量I倍的氨水相比，本发明的制备方法有效减少了氨的用量，也便于后续产物的分离和提纯，同时有助于提高产品的收率和纯度，极大地节省了人力物力，降低生产成本。
[0026](3)本发明所述的二氯四氨合钯的制备方法是在室温环境下发生的反应，使得反应条件温和，更易于操作。并且，依照本发明的制备方法得到的二氯四氨合钯中几乎不含有杂质氨，钯的含量可达43.3%，属于高纯度的二氯四氨合钯产品。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本发明提供的二氯四氨合钯的制备方法进行详细说明。
[0028]实施例1
[0029]本实施例所述的二氯四氨合钯的制备方法，包括如下步骤:
[0030]将17.73g的氯化钯粉末分批加入至200ml、lmol/L的盐酸溶液中，搅拌30min至氯化钯粉末完全溶解，即得到氯钯酸溶液；
[0031]将上述氯钯酸溶液转移到透光性良好的反应器管中，并向其中加入500ml的去离子水，再将该反应器管置于紫外光化学反应器中，打开紫外灯(紫外光的波长设定为280nm，其强度与钯的质量之比为60000cd/g)，并使紫外光垂直入射至反应器管内；使用质量流量计并经气体分布器以5ml/s的流量向氯钯酸的水溶液底部通入氨气32.6min ;将反应液加热浓缩至液面出现一层晶膜时停止加热，自然冷却结晶，滤出结晶物，并将所得的浅黄色晶体置于真空度为40Kpa、60°C的真空烘箱中干燥24h，得到二氯四氨合钯24.10g，收率为 98.09%o
[0032]经原子发射光谱测定，产品中钯的含量为43.3%。
[0033]在本实施例中，所述紫外光化学反应器设置有3个紫外灯管，3个所述紫外灯管围绕所述反应器管等距离间隔设置，并与所述反应器管相平行，所述反应器管与每个所述紫外灯管之间的距离相等。
[0034]实施例2
[0035]本实施例所述的二氯四氨合钯的制备方法，包括如下步骤:
[0036]将17.73g氯化钯粉末分批加入至200ml、lmol/L的盐酸溶液中，搅拌45min至氯化钯粉末完全溶解，即得氯钯酸溶液；
[0037]将上述氯钯酸溶液转移到透光性良好的反应器管中，并向其中加入750ml的去离子水，将该反应器管置于紫外光化学反应器中，打开紫外灯(紫外光的波长设定为380nm，其强度与钯的质量之比为30000cd/g)，并使紫外光垂直入射至反应器管内；使用质量流量计并经气体分布器以4ml/s的流量向氯钮酸的水溶液底部通入氨气40.8min ;将反应液加热浓缩至液面出现一层晶膜时停止加热，自然冷却结晶，滤出结晶物，并将所得浅黄色晶体置于真空度为60Kpa、80°C的真空烘箱干燥24h，得到二氯四氨合钯24.13g，收率