专利名称：一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法
技术领域：
本发明属于无机非金属材料的制备技术领域，具体地说是涉及一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法。
背景技术：
磷酸铅，分子式Pb3(P04)2 ;分子量811. 5 [g/mol];英文名称leadphosphate; CAS No 7446_27_7。磷酸铅常为六方形无色结晶或白色粉末，不溶于水和醇，溶于硝酸，不能燃烧，是一种重要的无机盐产品，工业上常用作电极材料和塑料稳定剂。目前，国内外的主要生产方法如下在室温条件下，以硝酸铅和磷酸钠为原料，在水溶液中直接沉淀法一步合成磷酸铅。或者由磷酸氢二钠与乙酸铅反应而制得。亦可用磷酸氢铅与氨水进行反应制得。上述的方法生产出来的磷酸铅纯度低、杂质含量高，不能满足现代工业对磷酸铅晶须材料的要求。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种工艺简单，目的产物收率高，制备成本低，产品纯度高，工艺易操作的高长径比磷酸铅晶须的制备方法。为达到上述目的，本发明是这样实现的。一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法，其将可溶性二价铅盐和可溶性焦磷酸盐在醇/水混合溶液中均匀溶解，搅拌并进行水热反应，即得目的产物。作为一种优选方案，本发明所述的可溶性二价铅盐为硝酸铅或乙酸铅中的一种或其混合物。作为另一种优选方案，本发明所述的可溶性焦磷酸盐为焦磷酸钾或焦磷酸钠中的一种或其混合物。进一步地，本发明所述的醇/水混合溶液中的醇为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合物，且醇/水的体积比为I : O. I 50。更进一步地，本发明所述的可溶性二价铅盐和可溶性焦磷酸盐的摩尔浓度为
O.01 I. O mol/Lo另外，本发明所述的可溶性二价铅盐与可溶性焦磷酸盐的摩尔比为I : O. I 10。其次，本发明所述的水热反应温度在150 220 °C，反应时间为6 48小时。最后，本发明在醇/水混合溶液中均匀溶解，搅拌反应后，接续在醇/水混合溶液中进行水热反应，经过滤、洗涤、干燥即得目的产物；所述的干燥时间为2 5小时，干燥温度为30 50 °C。与现有技术相比，本发明具有如下特点。(I)磷酸铅的传统方法杂质含量高，不能达到工业应用要求。本发明工艺路线简单，制备成本低，操作容易控制，具有较高的生产效率，通过条件的控制实现了对高长径比磷酸铅晶须的水热合成。(2 )本发明制备的目的产物高长径比磷酸铅晶须，其纯度高(95 % 99 % )，杂质含量低，分散性好(通过SEM图可以看出)，可满足工业应用领域对磷酸铅晶须产品的要求。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。图I为本发明所制备的高长径比磷酸铅晶须的红外谱图。图2为本发明所制备的高长径比磷酸铅晶须的X射线衍射图。图3为本发明所制备的高长径比磷酸铅晶须的SEM形貌图。
图4为本发明所制备的高长径比磷酸铅晶须的SEM形貌图。图5为本发明所制备的高长径比磷酸铅晶须的SEM形貌图。
具体实施例方式本发明以可溶性二价铅盐和可溶性焦磷酸盐为原料，将可溶性二价铅盐和可溶性焦磷酸盐按照一定比例在醇/水混合溶液中均匀溶解，充分搅拌反应，接续在醇/水混合溶液中进行水热反应(温度在150 220 °C，时间为6 48小时)，过滤、洗涤、干燥后即得目的产物。其制备步骤是。(I)将可溶性二价铅盐和焦磷酸盐均配成O. 01 I. O mol/L的醇/水混合溶液，在室温下将可溶性焦磷酸盐缓慢滴加到可溶性二价铅盐溶液中，可溶性焦磷酸盐的加入量按可溶性二价铅盐/焦磷酸盐I: O. I 10的摩尔比计，以50 100转/分搅拌速度搅拌反应5 30分钟。(2)将得到的混和溶液在一定温度下,进行水热反应,水热反应温度在150 220°C，水热反应时间为6 48小时。(3)水热反应结束，自然冷却至室温后，将反应得到的产品过滤后放入烘箱中，在30 50 °C条件下，干燥2 5小时，即制得高长径比磷酸铅晶须材料。图I为本发明所制备的高长径比磷酸铅晶须的红外谱图。图2为本发明所制备的高长径比磷酸铅晶须的X射线衍射图。参见图3 5所示，为本发明所制备的高长径比磷酸铅晶须进行的扫描电镜(SEM)分析，其结果是，所得产品高长径比磷酸铅晶须长径比大于10，所得产品直径在I 4 μ m之间，长度在30 60 μ m。实施例I。将浓度为O. 3 mol/L乙酸铅醇水混合溶液缓慢滴加到浓度为O. 3 mol/L焦磷酸钠的醇水混合溶液中。其中醇水混合溶液为乙醇和水按照1:10体积比配制的，乙酸铅与焦磷酸钠以2:1的摩尔比计，以60转/分搅拌速度搅拌反应10分钟。将得到的混和溶液进行水热反应，水热反应温度在180 °C，水热反应时间为24小时。水热反应结束后，自然冷却至室温，将反应得到的产品过滤水洗后放入烘箱中，在40 °C条件下干燥4小时，得到高长径比磷酸铅晶须材料。实施例2。
将浓度为O. 2 mol/L乙酸铅的水溶液缓慢滴加到浓度为O. I mol/L焦磷酸钠的水溶液中。乙酸铅与焦磷酸钠以2:1的摩尔比计，以60转/分搅拌速度搅拌反应20分钟。将得到的混和溶液进行水热反应，水热反应温度在180 °C,水热反应时间为24小时。水热反应结束后，自然冷却至室温，将反应得到的产品过滤水洗后放入烘箱中，在40 1条件下干燥4小时，得到高长径比磷酸铅晶须材料。实施例3。将浓度为O. 3 mol/L硝酸铅醇水混合溶液缓慢滴加到浓度为O. 3 mol/L焦磷酸钠的醇水混合溶液中。其中醇水混合溶液为乙醇和水按照1:10体积比配制的，硝酸铅与焦磷酸钠以2:1的摩尔比计，以60转/分搅拌速度搅拌反应10分钟。将得到的混和溶液进行水热反应，水热反应温度在180 °C，水热反应时间为12小时。水热反应结束后，自然冷却至室温，将反应得到的产品过滤水洗后放入烘箱中，在40 °C条件下干燥4小时，得到高长径比磷酸铅晶须材料。·实施例4。将浓度为O. 2 mol/L硝酸铅醇水混合溶液缓慢滴加到浓度为0. 3 mol/L焦磷酸钾的醇水混合溶液中。其中醇水混合溶液为乙醇和水按照1:10体积比配制的，硝酸铅与焦磷酸钾以3:2的摩尔比计，以60转/分搅拌速度搅拌反应10分钟。将得到的混和溶液进行水热反应，水热反应温度在180 °C，水热反应时间为24小时。水热反应结束后，自然冷却至室温，将反应得到的产品过滤水洗后放入烘箱中，在40 °C条件下干燥4小时，得到高长径比磷酸铅晶须材料。实施例5。将浓度为0. 3 mol/L乙酸铅醇水混合溶液缓慢滴加到浓度为0. 3 mol/L焦磷酸钠的醇水混合溶液中。其中醇水混合溶液为甲醇和水按照1:5体积比配制的，乙酸铅与焦磷酸钠以1:1的摩尔比计，以60转/分搅拌速度搅拌反应20分钟。将得到的混和溶液进行水热反应，水热反应温度在180 °C，水热反应时间为24小时。水热反应结束后，自然冷却至室温，将反应得到的产品过滤水洗后放入烘箱中，在40 °C条件下干燥4小时，得到高长径比磷酸铅晶须材料。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法，其特征在于将可溶性二价铅盐和可溶性焦磷酸盐在醇/水混合溶液中均匀溶解，搅拌反应后，接续在醇/水混合溶液中进行水热反应，即得目的产物。
2.根据权利要求I所述的一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法，其特征在于所述可溶性二价铅盐为硝酸铅或乙酸铅中的一种或其混合物。
3.根据权利要求2所述的一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法，其特征在于所述可溶性焦磷酸盐为焦磷酸钾或焦磷酸钠中的一种或其混合物。
4.根据权利要求3所述的一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法，其特征在于所述醇/水混合溶液中的醇为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合物，且醇与水的体积比为I : O. I 50。
5.根据权利要求4所述的一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法，其特征在于所述可溶性二价铅盐和可溶性焦磷酸盐的摩尔浓度为O. 01 I. O mol/L。
6.根据权利要求5所述的一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法，其特征在于所述可溶性二价铅盐与可溶性焦磷酸盐的摩尔比为I : O. I 10。
7.根据权利要求I 6之任一所述的一种高长径比的磷酸铅晶须的制备方法，其特征在于所述水热反应温度在150 220 °C，反应时间为6 48小时。
8.根据权利要求7所述的种高长径比磷酸铅晶须的制备方法，其特征在于在醇/水混合溶液中均匀溶解，搅拌反应后，接续在醇/水混合溶液中进行水热反应，经过滤、洗涤、干燥即得目的产物；所述干燥时间为2 5小时，干燥温度为30 50 °C。
全文摘要
本发明属无机非金属材料制备领域，尤其涉及一种高长径比磷酸铅晶须的制备方法，其以可溶性二价铅盐和可溶性焦磷酸盐按照一定比例在醇/水混合溶液中均匀溶解，充分搅拌反应后，接续在醇/水混合溶液中进行水热反应、过滤、洗涤、干燥即得目的产物。本发明工艺简便易行、产品纯度高、制备成本低，所得产品是长径比大于10的晶须，直径在1～4μm之间，长度在30～60μm，且均一性、分散性好。本发明所制备的高长径比磷酸铅晶须可以作为化学修饰电极材料和塑料稳定剂使用，广泛应用于汽车、电子电气、机械、化工和建筑等领域。
文档编号C30B29/14GK102925974SQ201210448320
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者张 杰, 许家胜, 张贺, 王莉丽, 崔岩 申请人:渤海大学