一种制备铜胺（氨）络合物的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工领域，尤其涉及一种铜胺(氨)络合物，具体来说是一种制备铜胺(氨)络合物的方法。
【背景技术】
[0002]铜胺(氨)络合物是目前常用木材防腐剂的主要成分之一，它通常用铜的化合物(碱式碳酸铜、氢氧化铜)与有机胺(乙醇胺)或者无机氨反应制得，然而制备铜的化合物要消耗大量酸、碱化工原料。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种制备铜胺(氨)络合物的方法，所述的这种制备铜胺(氨)络合物的方法要解决现有技术中制备铜胺(氨)络合物的过程中采用铜的化合物，而且制备铜的化合物需要消耗大量酸和碱等化工原料的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种制备铜胺(氨)络合物的方法，采用一个电解槽，所述的电解槽中设置有阳极室和阴极室，所述的阳极室和阴极室之间通过阴离子隔膜分割，其特征在于:所述的阳极室中采用金属铜作为阳极，所述的阴极室中采用不锈钢片作为阴极，所述的阳极室中采用乙醇胺、碳酸氢铵的混合水溶液或氨水溶液、碳酸氢铵的混合水溶液或者乙醇胺、氨水、碳酸氢铵的混合水溶液作为电解质，所述的阴极室中采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液为导电液，所述的阳极和阴极之间电连接，电压为4?1V，电流为0.8?1.5A，电解4?10小时。
[0005]进一步的，所述的氢氧化钠或氢氧化钾溶液的浓度为0.5?lmol/L。
[0006]进一步的，所述的阴离子隔膜为聚苯乙烯季胺型。
[0007]进一步的，在所述的阳极室和阴极室中均设置有一个循环栗。
[0008]进一步的，所述的阳极室中采用乙醇胺、碳酸氢铵的混合水溶液作为电解质时，乙醇胺的浓度为3?4mol/L，所述的碳酸氢铵的浓度为0.2?lmol/L。
[0009]进一步的，所述的阳极室中采用氨水溶液、碳酸氢铵的混合水溶液作为电解质时，氨水溶液的浓度为0.4?Imo I /L，所述的碳酸氢钱的浓度为0.5?Imo I /L。
[0010]进一步的，所述的阳极室中采用乙醇胺、氨水、碳酸氢铵的混合水溶液作为电解质时，乙醇胺的浓度为2?4mol/L，氨水溶液的浓度为0.1?0.5mol/L，所述的碳酸氢铵的浓度为0.2?0.6mol/L0
[0011]本发明的原理如下描述:
[0012]阴离子隔膜将电解槽分隔成阳极室与阴极室，在阳极室中以金属铜作阳极，用乙醇胺(或者氨水)、碳酸氢铵的水溶液作电解质。在阴极室以不锈钢片作阴极，用氢氧化钠溶液作导电液。在二极通上直流电源时，在二极上可能产生下列反应:
[0013]阳极(I)Cu(NH3) 42++2e = Cu+4NH3 E0I = -0.041V
[0014](2)Cu(ent)42++2e = Cu+4ent E°2 = -0.0OlV
[0015](3)Cu2++2e = CuE03 = 0.345V
[0016](4)02+2H20+4e = 40H—E04 = 0.404V
[0017]阴极(5)2Η20+2θ= Η2?+20Η— E05 = -0.828V
[0018](6)Na++e = NaE06 = -0.2.69V
[0019]其中ent代表乙醇胺缩写。按电化学的原理，在阳极上首先进行反应是:电极电位最负的还原型物质，即金属铜首先在胺(氨)性溶液中失去电子，生成Cu(ent)42 +或Cu(NH3)4'即反应(I)或(2)首先进行，在阴极上进行反应是电极电位最正的氧化型物质，SP由水电离出来的H+首先获得电子，生成H2在阴极析出，即反应(5)首先进行。与此同时，生成的0H—离子在阳极的作用下，通过阴膜移向阳极与铜胺(氨)络离子结合，生成Cu(ent)4(0H)2或Cu(NH3)4(OH)2络合物。综合上述，电解时总反应为:
[0020]Cu+4ent+2H20 = Cu(ent)4(0H) 2+H2 ? 或者[0021 ] Cu+4NH3+2H20 = Cu(NH3)4(0H)2+H2T
[0022]离子膜在电解质溶液中对离子的选择性吸附和在电场作用下在膜内离子迀移，达到分离目的。
[0023]离子膜是一种高分子功能材料制成的薄膜，在高分子链上接有可交换的活性基团，根据活性基团的类型大致可分为二类，一类是:可交换的基团为阳离子，例如磺酸类基团(R-SO3H),称之为阳膜。另一类是:可交换的基团为阴离子，例如季胺类基团(R-CH2-N-(CH3)3OH),称之为阴膜。由于这些基团在水溶液中都可以电离，因此，当离子膜在电解质溶液中时，阳膜可以吸附阳离子，阴膜可以吸附阴离子，同时由于这类高分子薄膜内部存在大量微裂纹，在电埸作用下，阳离子可以通过阳膜移向阴极，同样，阴离子可以通过阴膜移向阳极，相反，由于同性相斥，阳离子不能通过阴膜，阴离子不能通过阳膜，从而达到分离电解质目的。
[0024]本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明采用金属铜(或者可回收的金属废铜)，在胺(氨)性溶液中，用离子交换膜(以下称离子膜)进行电解，可直接制得铜胺(氨)络合物，工艺简单可靠，又节约原料，节能环保，同时还可以利用谷电生产，降低了生产成本，是一种值得推广新工艺。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的一种制备铜胺(氨)络合物的方法中采用的电解槽的结构示意图，其中，I为阴离子隔膜、2为纯铜阳极、3位不锈钢阴极、4为阳极室、5为阴极室。
【具体实施方式】
[0026]以下结合【附图说明】对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
[0027]实施例1
[0028]下述实施例采用的电解槽的具体结构如下描述:
[0029 ] (I)电解槽是用有机玻璃自制的，尺寸为160 X 100 X I OOmm，中间用阴膜I隔开。
[0030](2)阳极2为纯铜片尺寸为80 X 40 X 2mm，阴极3为不锈钢片，尺寸与阳极2相同。
[0031](3)阴膜I采用合肥科佳技术有限公司提供，cj-cda-200季胺型阴膜，面积为80X80mm ο
[0032](4)电解液:阴极为lmol/L NaOH。阳极为乙醇胺、碳酸氢铵的混合水溶液;或氨水溶液、碳酸氢铵的混合水溶液;或者乙醇胺、氨水、碳酸氢铵的混合水溶液。
[0033](5)直流电源为PS-3050高精度直流稳压电源，香港龙威仪表有限公司生产。
[0034](6)在阳极室4和阴极室5各有一套独立循环栗，对电解液进行循环，减少浓差极化。
[0035]实施例2
[0036]取固体NaOH 20克，溶于水，稀释至500ml，置于阴极室中。取110克乙醇胺，10克碳酸氢铵溶于水中稀释至500ml，置于阳极室中，二极接上直流电源，槽电压为4.5伏，电流为1.05安倍，电解4小时，阳极室中铜络子浓度(以CuO计)可达到8%。
[0037]实施例3
[0038]取固体NaOH 20克，溶于水稀释至500ml，置于阴极室中。取25%氨水40克，30克碳酸氢铵溶于水中稀释至500ml，置于阳极室中，二极接上直流电源槽电压为6.5伏，电流为1.05安倍，电解6小时，阳极室中铜络子浓度(以CuO计)可达到10%。
[0039]实施例4
[0040]取固体NaOH 20克，溶于水稀释至500ml，置于阴极室中，取87克乙醇胺，25%氨水12克，碳酸氢铵17克溶于水中，稀释至500ml，置于阳极室中，二极接上直流电源槽电压为4.5伏。电流为1.05安倍，电解5小时，阳极室中铜络子浓度(以CuO计)可达到1 %。
【主权项】
1.一种制备铜胺(氨)络合物的方法，采用一个电解槽，所述的电解槽中设置有阳极室和阴极室，所述的阳极室和阴极室之间通过阴离子隔膜分割，其特征在于:所述的阳极室中采用金属铜作为阳极，所述的阴极室中采用不锈钢片作为阴极，所述的阳极室中采用乙醇胺与碳酸氢铵的混合水溶液、或氨水溶液与碳酸氢铵的混合水溶液、或者乙醇胺与氨水和碳酸氢铵的混合水溶液作为电解质，所述的阴极室中采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液为导电液，所述的阳极和阴极之间电连接，电压为4?1V，电流为0.8?1.5A，电解4?1小时。2.根据权利要求1所述的一种制备铜胺(氨)络合物的方法，其特征在于:所述的氢氧化钠或氢氧化钾溶液的浓度为0.5~lmol/L。3.根据权利要求1所述的一种制备铜胺(氨)络合物的方法，其特征在于:所述的阴离子隔膜为聚苯乙烯季胺型。4.根据权利要求1所述的一种制备铜胺(氨)络合物的方法，其特征在于:在所述的阳极室和阴极室中均设置有一个循环栗。5.根据权利要求1所述的一种制备铜胺(氨)络合物的方法，其特征在于:所述的阳极室中采用乙醇胺、碳酸氢铵的混合水溶液作为电解质时，乙醇胺的浓度为3~4mol/L，所述的碳酸氢钱的浓度为0.2?lmol/L。6.根据权利要求1所述的一种制备铜胺(氨)络合物的方法，其特征在于:所述的阳极室中采用氨水溶液、碳酸氢铵的混合水溶液作为电解质时，氨水溶液的浓度为0.4?lmol/L，所述的碳酸氢钱的浓度为0.5~lmol/L。7.根据权利要求1所述的一种制备铜胺(氨)络合物的方法，其特征在于:所述的阳极室中采用乙醇胺、氨水、碳酸氢铵的混合水溶液作为电解质时，乙醇胺的浓度为2?4moI/L，氨水溶液的浓度为0.1-0.5mol/L，所述的碳酸氢铵的浓度为0.2-0.6mol/L。
【专利摘要】本发明一种制备铜胺（氨）络合物的方法，采用一个电解槽，电解槽中设置有阳极室和阴极室，阳极室和阴极室之间通过阴离子隔膜分割，阳极室中采用金属铜作为阳极，阴极室中采用不锈钢片作为阴极，阳极室中采用乙醇胺、碳酸氢铵的混合水溶液或氨水溶液、碳酸氢铵的混合水溶液或者乙醇胺、氨水、碳酸氢铵的混合水溶液作为电解质，阴极室中采用氢氧化钠溶液为导电液，阳极和阴极之间电连接，电压为4~10V，电流为0.8~1.5A，电解4~10小时。本发明采用金属铜，在胺（氨）性溶液中，用离子交换膜进行电解，可直接制得铜胺（氨）络合物，工艺简单可靠，又节约原料，节能环保，是一种值得推广新工艺。
【IPC分类】C25B3/00, C25B1/00
【公开号】CN105624721
【申请号】CN201511031835
【发明人】李惠明, 陈德康
【申请人】上海大不同木业科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月31日