专利名称：基于非程序升温还原金属焦磷酸盐制备磷化物的方法
技术领域：
本发明属于无机纳米材料制备工艺技术领域，涉及无机纳米材料的制备方法，具体的说是通过氢气还原金属焦磷酸盐合成多孔或中空磷化物的方法。可应用于光电材料、 磁性材料和催化材料等方面。
背景技术：
金属磷化物是金属与磷形成的二元或多元化合物的总称。磷元素可与周期表中大多数金属形成各种磷化物。这些化合物中的化学键也各有不同。如磷与碱金属或碱土金属可以形成离子键；与过渡金属元素形成金属键或共价键；与主族元素形成共价键。因此，过渡金属磷化物可以是离子型、共价或金属型(间充型或非整比化合物)及共价型化合物。基本上，过渡金属磷化物的物理性质与过渡金属氮化物和碳化物相似，所以，它们是非常好的热和电导体，具有高硬度和强度以及高的热稳定性和化学稳定性等。本发明以金属焦磷酸盐为前体，针对磷化物纳米材料的制备，提供了一种多孔或中空的磷化物制备方法。
发明内容
本发明的意义在于提供一种负载和非负载磷化物的合成方法，这种方法可以获得大比表面积的多孔或中空的磷化物。非负载磷化物合成步骤如下将一定量的分析纯的金属焦磷酸盐装入小瓷舟中，放入管式炉中，通入氢气，然后直接升温到指定温度后，反应一定时间。反应结束后将炉温在氢气保护下降至室温，得到相应的最终产物。负载型磷化物合成步骤如下将一定量的载体加入到一定量的金属盐和焦磷酸钾的水溶液中，然后搅拌浸渍载体3小时，抽滤、洗涤得到滤饼，将滤饼在60°C真空干燥3小时得到负载型焦磷酸盐前体。然后将一定量的前体放入管式炉中，通入氢气，然后升温到一定温度后，热处理一定时间。反应完毕后将炉子温度降至室温，得到相应的负载型磷化物。上述载体为三氧化二铝、二氧化硅、分子筛、石墨、活性炭、二氧化锆、二氧化钛等。
具体实施方案实施方案1将Ig焦磷酸镍放入小瓷舟中，置入管式炉中，以20ml/min的流速通入氢气，将炉中空气排净后，开始直接加热至700°C，保持3小时，然后将炉子在氢气保护下降至室温，得到磷化镍。实施方案2将实施方案1中焦磷酸镍变为焦磷酸钴，其它条件不变。
实施方案3将实施方案1中焦磷酸镍变为焦磷酸亚铁，其它条件不变。实施方案4将实施方案1中焦磷酸镍变为焦磷酸铜，其它条件不变。实施方案5将实施方案1中焦磷酸镍变为焦磷酸铬，其它条件不变。实施方案6将实施方案1中焦磷酸镍变为焦磷酸锰，其它条件不变。实施方案7将实施方案1中温度变为650°C，其它条件不变。实施方案8将实施方案1中温度变为750°C，其它条件不变。实施方案9将IOg 二氧化硅载体加入到50ml 0. 2mol/L的氯化镍和0. lmol/L焦磷酸钾的水溶液中，然后搅拌浸渍载体3小时，抽滤、洗涤得到滤饼，将滤饼在60°C真空干燥3小时得到负载型焦磷酸镍前体。然后将Ig的前体放入管式炉中，通入氢气，然后升温到700°C，还原 3小时。反应完毕后将炉子温度降至室温，得到负载型磷化镍。上述载体为三氧化二铝、二氧化硅、分子筛、石墨、活性炭、二氧化锆、二氧化钛等。实施方案10将实施方案9中氯化镍变为氯化钴，其它条件不变。
权利要求
1.一种氢气还原金属焦磷酸盐制备非负载和负载磷化物的方法，其特征在于包括如下步骤非负载磷化物合成步骤如下将一定量的分析纯的金属焦磷酸盐装入小瓷舟中，放入管式炉中，通入氢气，然后直接升温到指定温度后，反应一定时间，反应结束后将炉温在氢气保护下降至室温，得到相应的最终产物；负载型磷化物合成步骤如下将一定量的载体加入到一定量的金属盐和焦磷酸钾的水溶液中，然后搅拌浸渍载体3 小时，抽滤、洗涤得到滤饼，将滤饼在60°C真空干燥3小时得到负载型焦磷酸盐前体，然后将一定量的前体放入管式炉中，通入氢气，然后升温到一定温度后，热处理一定时间。反应完毕后将炉子温度降至室温，得到相应的负载型磷化物。
2.根据权利要求1的氢气还原金属焦磷酸盐制备非负载磷化物的方法，其特征在于所述的金属焦磷酸盐可为周期表中任一种或两种元素的金属焦磷酸盐或金属焦磷酸盐的混合物。
3.根据权利要求1的氢气还原金属焦磷酸盐制备负载型磷化物的方法，其特征在于所述的金属盐可为周期表中任一种或两种元素的金属盐或金属盐的混合物。
4.根据权利要求1的氢气还原金属焦磷酸盐制备非负载和负载磷化物的方法，其特征在于所述的载体为三氧化二铝、二氧化硅、分子筛、石墨、活性炭、二氧化钛、二氧化锆。
全文摘要
本发明涉及一种以金属焦磷酸盐为前体制备多孔或中空的磷化物的方法，属于无机纳米材料制备工艺技术领域。该发明是以金属焦磷酸盐为前体，利用氢气还原焦磷酸盐的反应，制备相应磷化物的方法。该方法合成的磷化物粒子尺寸和形貌可控，操作简单，工艺重复性好，产品质量稳定，适合放大生产。
文档编号B01J27/187GK102500404SQ20111033554
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者宋立民, 张淑娟 申请人:天津工业大学