一种制备双碳酸氢根四氨合铂的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种合成双碳酸氢根四氨合铂的方法，属于化学化工领域。
【背景技术】
[0002]负载型铂催化剂是一类重要的多相反应催化剂，广泛应用于石油化工、医药化工、汽车尾气和环境治理等各个领域。目前制备铂负载型催化剂的主要方法为浸渍法，即将载体(如活性氧化铝、氧化硅、活性炭等)浸泡在含有铂前驱体化合物的浸渍液中，然后沥干、干燥，最后焙烧并通氢气还原活化，获得工业应用的负载型铂催化剂。目前常用的铂前驱体化合物主要为氯化物(如氯铂酸、氯亚铂酸及其盐)和硝酸盐(如硝酸铂)。然而，已有研究表明:氯离子会显著降低铀催化剂的耐高温性能和使用寿命(Tillaart J.A.A.,et.al，Apllied Catalysis,B:Environmental,1996,10,53-68；Kim S.K.,et.al,IncLEng.Chern.Res.,2002,41,1967-1972;张爱敏，刘奎，杨冬霞等，贵金属，2003，24(3):17-21)。此外，硝酸盐不溶于水只溶于硝酸且在较高浓度的硝酸介质中稳定，浸渍负载过程中，较高浓度的硝酸会破坏载体如活性氧化铝的表面结构，影响负载效果和催化活性。同时，对于某些铂催化剂，如汽车尾气净化催化剂，在制备过程中，使用硝酸盐前驱体，在催化剂中会有残留的硝酸根，而残留的硝酸根与在汽车行驶中产生的水气相互作用，形成硝酸，腐蚀尾气净化器的机壳，降低尾气净化器使用年限。为此，现在欧5标准的汽车尾气净化催化剂要求硝酸根控制在500ppm内。
[0003]随着对负载型催化剂前驱体的要求提高，四氨合铂(II)类化合物，如硝酸四氨合铂、醋酸四氨合铂、双碳酸氢根四氨合铂等，逐渐成为一类重要的铂前驱体化合物。其中，双碳酸氢根四氨合铂不仅可以直接作为前驱体化合物使用，还可以作为生产其它四氨合铂化合物的原料，因此，方便、快捷地生产双碳酸氢根四氨合铂就显得尤为重要。目前双碳酸氢根四氨合铂常规的合成方法是利用双碳酸氢根四氨合铂的溶解度较低，以二氯四氨合铂和碳酸氢铵来反应制备双碳酸氢根四氨合铂。然而，二氯四氨合铂不是常规的铂化合物，它一般需要以铂的氯化物作为起始原料，同时，用这种方法制备的双碳酸氢根四氨合铂中氯离子含量容易超标。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是解决常规合成双碳酸氢根四氨合铂的过程中原料不易得和氯离子含量的控制问题，提供一种方便简单、快捷有效的制备方法，同时不会额外增加经济成本，适宜工业化生产。
[0005]本发明的合成方法，其特征在于包含:
[0006](I)将氯亚铂酸钾或者氯亚铂酸铵加适量去离子水，搅拌并加热至沸，再将浓氨水用去离子水稀释后，加热至沸，在剧烈搅拌下，将此溶液缓慢加入到上述铂盐溶液中，加入完毕后加热至溶液为无色，此过程中不产生马格鲁氏盐，氯亚铂酸钾或者氯亚铂酸铵直接转化为二氯四氨合铂；
[0007](2)将上述无色溶液，浓缩至一定体积后，加入碳酸氢铵或者碳酸氢钾，搅拌，立即析出白色沉淀，过滤，得双碳酸氢根四氨合铂粗产物；
[0008](3)将粗产物加适量去离子水，搅拌，加入硝酸溶液，加热至沸，冷却，加入碳酸氢铵或者碳酸氢钾，析出沉淀，过滤，干燥，得白色双碳酸氢根四氨合铂。
[0009]本发明的更具体的合成方法，其特征在于包含:
[0010](I)将氯亚铂酸钾或者氯亚铂酸铵，加入其质量10?30倍的去离子水，在搅拌下加热至沸，待完全溶解后，保持微沸状态，待用；另取同样体积的浓氨水，用去离子水稀释一倍后，加热至沸，在剧烈搅拌下，将氨溶液缓慢加入到上述铂盐溶液中，加入完毕后继续加热直至溶液为无色，此过程中不产生马格鲁氏盐，氯亚铂酸钾或者氯亚铂酸铵直接转化为二氯四氨合铂；
[0011](2)将上述无色溶液，浓缩至原体积的1/6?1/15，冷却，加入按化学计量比过量
0.1?I倍的碳酸氢铵或者碳酸氢钾，充分搅拌，立即析出白色沉淀，静置30分钟后过滤，得双碳酸氢根四氨合铂粗产物；
[0012](3)将粗产物加入其质量3?10倍的去离子水，搅拌，加入硝酸溶液调节pH值在3?7之间，加热至沸，冷却，加入按化学计量比过量0.1?I倍的碳酸氢铵或者碳酸氢钾，立即析出沉淀，静置30分钟后过滤，低温干燥，得白色双碳酸氢根四氨合铂。
[0013]本发明所用的硝酸溶液可以根据实际需要配制适当浓度。
[0014]本发明所用的浓氨水为市售商品，氨的质量浓度一般在28%左右。
[0015]本发明的特点:
[0016](I)以常见的铂氯化物氯亚铂酸钾或者氯亚铂酸铵为原料，通过控制反应条件，直接将其转化为二氯四氨合铂，相比常规方法中通过马格鲁氏盐转化为二氯四氨合铂的过程，该方法可以节约大量时间成本；
[0017](2)通过将双碳酸氢根四氨合铂粗产物转化为硝酸四氨合铂，再用碳酸氢盐重新将其转化为双碳酸氢根四氨合铂，有效地除去了产物中残留的氯离子，产物中氯离子含量小于 I OOppm ο
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]称取10.0克氯亚铂酸钾，加入200毫升的去离子水，在搅拌下加热至沸，待完全溶解后，保持微沸状态，待用；另取200毫升的浓氨水，用200毫升的去离子水稀释一倍后，加热至沸，在剧烈搅拌下，缓慢将氨溶液加入到上述铂盐溶液中，加入完毕后继续加热30分钟，溶液转为无色，减压浓缩至溶液体积约为60毫升，冷却，加入8.0克碳酸氢铵，立即析出白色沉淀，充分搅拌I小时，再静置30分钟后过滤，得白色粗产物。将此粗产物加入到50毫升去离子水中，搅拌下滴加10%的硝酸溶液，至pH=6，加热至沸，冷却，再加入8.0克碳酸氢铵，充分搅拌I小时，静置30分钟，过滤，用少量冰水洗涤2次，真空干燥，得白色双碳酸氢根四氨合铂8.5克，产率91.6%。氯含量为81ppm;元素分析:测定值C 6.1%,H 3.3%,N 14.4%,Pt50.7%与理论值C 6.24% ,H 3.40% ,N 14.54% ,Pt 50.64%—致。
[0020]实施例2
[0021]称取100.0克氯亚铂酸钾，加入1500毫升的去离子水，在搅拌下加热至沸，待完全溶解后，保持微沸状态，待用；另取1500毫升的浓氨水，用1500毫升的去离子水稀释一倍后，加热至沸，在剧烈搅拌下，缓慢将氨溶液加入到上述铂盐溶液中，加入完毕后继续加热30分钟，溶液转为无色，减压浓缩至溶液体积约为500毫升，冷却，加入100克碳酸氢钾，充分搅拌，立即析出白色沉淀，静置30分钟后过滤，得白色粗产物。将此粗产物加入到500毫升去离子水中，搅拌下滴加20 %的硝酸溶液，至pH=6，加热至沸，冷却至室温，再加入100克碳酸氢钾，充分搅拌I小时，静置30分钟，过滤，用少量冰水洗涤2次，低温干燥，得白色双碳酸氢根四氨合铂86.2克，产率92.9%。氯含量为87ppm;元素分析:测定值C 6.2% ,H 3.3% ,N14.3% ,Pt 50.6%与理论值C 6.24% ,H 3.40% ,N 14.54% ,Pt 50.64%—致。
[0022]实施例3
[0023]称取10.0克氯亚铂酸铵，加入300毫升的去离子水，在搅拌下加热至沸，待完全溶解后，保持微沸状态，待用；另取300毫升的浓氨水，用300毫升的去离子水稀释一倍后，加热至沸，在剧烈搅拌下，缓慢将氨溶液加入到上述铂盐溶液中，加入完毕后继续加热30分钟，溶液转为无色，减压浓缩至溶液体积约为60毫升，冷却，加入7.0克碳酸氢铵，充分搅拌，立即析出白色沉淀，静置30分钟后过滤，得白色粗产物。将此粗产物加入到50毫升去离子水中，搅拌下滴加15 %的硝酸溶液，至pH = 5，加热至沸，冷却，再加入9.0克碳酸氢铵，充分搅拌I小时，静置30分钟，过滤，用少量冰水洗涤2次，真空干燥，得白色双碳酸氢根四氨合铂9.6克，产率92.8%。氯含量为90ppm;元素分析:测定值C 6.2% ,H 3.3% ,N 14.3% ,Pt50.5%与理论值C 6.24% ,H 3.40% ,N 14.54% ,Pt 50.64%—致。
【主权项】
1.一种制备双碳酸氢根四氨合铂的方法，其特征在于包含以下三个步骤: (1)将氯亚铂酸钾或者氯亚铂酸铵加适量去离子水，搅拌并加热至沸，再将浓氨水用去离子水稀释后，加热至沸，在剧烈搅拌下，将此溶液缓慢加入到上述铂盐溶液中，加入完毕后继续加热溶液至无色； (2)将上述无色溶液，浓缩至一定体积后，加入碳酸氢铵或者碳酸氢钾，搅拌，析出白色沉淀，过滤，得双碳酸氢根四氨合铂粗产物； (3)将粗产物加适量去离子水，搅拌，加入硝酸溶液，加热至沸，冷却，加入碳酸氢铵或者碳酸氢钾，搅拌，析出沉淀，过滤，干燥，得白色双碳酸氢根四氨合铂。2.根据权利要求1所述的制备双碳酸氢根四氨合铂的方法，其特征在于以常见的铂氯化物氯亚铂酸钾或者氯亚铂酸铵为原料，通过控制反应条件，不经过马格鲁氏盐的步骤而直接将其转化为二氯四氨合铂。3.根据权利要求1所述的制备双碳酸氢根四氨合铂的方法，其特征在于将双碳酸氢根四氨合铂粗产物转化为硝酸四氨合铂，再用碳酸氢盐重新将其转化为双碳酸氢根四氨合铂，有效地除去了产物中残留的氯离子。4.一种制备双碳酸氢根四氨合铂的方法，其特征在于包含以下步骤: 称取10.0克氯亚铂酸钾，加入200毫升的去离子水，在搅拌下加热至沸，待完全溶解后，保持微沸状态，待用；另取200毫升的浓氨水，用200毫升的去离子水稀释一倍后，加热至沸，在剧烈搅拌下，缓慢将氨溶液加入到上述铂盐溶液中，加入完毕后继续加热30分钟，溶液转为无色，减压浓缩至溶液体积约为60毫升，冷却，加入8.0克碳酸氢铵，立即析出白色沉淀，充分搅拌I小时，再静置30分钟后过滤，得白色粗产物，将此粗产物加入到50毫升去离子水中，搅拌下滴加10 %的硝酸溶液，至pH = 6，加热至沸，冷却，再加入8.0克碳酸氢铵，充分搅拌1小时，静置30分钟，过滤，用少量冰水洗涤2次，真空干燥，得白色双碳酸氢根四氨合铂.8.5 克。
【专利摘要】本发明涉及一种制备双碳酸氢根四氨合铂的方法，具体步骤为：(1)将氯亚铂酸钾或者氯亚铂酸铵加适量去离子水，搅拌并加热至沸，再将浓氨水溶液缓慢加入到上述铂盐溶液中；(2)将上述无色溶液，加入碳酸氢铵或者碳酸氢钾，得双碳酸氢根四氨合铂粗产物；(3)将粗产物加适量去离子水，搅拌，加入硝酸溶液，加热至沸，冷却，加入碳酸氢铵或者碳酸氢钾，搅拌，析出沉淀，得白色双碳酸氢根四氨合铂。该方法中氯亚铂酸钾或者氯亚铂酸铵不需要通过马格鲁氏盐的步骤而直接转化为二氯四氨合铂，可以节约大量时间成本；同时，该方法可以有效地将双碳酸氢根四氨合铂中氯离子含量控制在100ppm以内。该法操作方便简单，适宜工业化生产。
【IPC分类】C01G55/00
【公开号】CN105540685
【申请号】CN201610044357
【发明人】叶青松, 刘伟平, 余娟, 常桥稳, 姜婧, 晏彩先, 李 杰
【申请人】昆明贵金属研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月22日