专利名称：热分解亚磷酸氢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 体的说是磷化物的合成方法。可应用于电池材料、超导材料和催化材料等方面。
背景技术：
金属磷化物拥有诸如半导体性、超导性、铁磁性、磁热与磁阻效应、优良的催化活 性及Li离子插入/释放容量等一系列的物理和化学特性，广泛应用于光电子器件，磁存储 器件，磁制冷系统，工业催化和电池材料等领域。研究发现，与金属、金属氧化物及硫属化合 物纳米材料等相比，纳米尺寸金属磷化物的控制合成和相关性能研究遇到极大挑战，主要 的原因在于合成方法的匮乏和磷源的高反应活性。究其深层次原因是金属磷化物化学键 共价性高，化学计量比庞大，晶体结构复杂。这些因素很大程度上限制了金属磷化物在结晶 性、尺寸、形貌、内部/表面组成以及结构与性能方面的调控。因而探索一种普适的合成方 法，实现金属磷化物在纳米尺度范围内的可控生长，探明反应机理、获得优化合成条件，评 估产物在纳米尺寸上的特殊性质及潜在应用，具有深远的科学意义和实际应用价值。本发明以亚磷酸氢盐为前体，针对磷化物纳米材料的制备，提供了一种合成条件 温和、操作安全、简单的磷化物制备方法。
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，这种方法具有合成 的磷化物尺寸可控，结晶度高，操作安全、容易，工艺重复性好，产品质量稳定的优点。本发明的特点在于通过改变亚磷酸氢盐的种类和其它反应条件，可以实现对不同 磷化物材料尺寸和形貌的可控制备。非负载磷化物合成步骤如下将一定量的亚磷酸氢盐放入管式炉中，通入氮气或氩气或氢气作为保护气体，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，产物水洗至中 性，在60°C真空干燥3小时得到相应的磷化物。上述亚磷酸氢盐可为周期表中任一或两种 元素的亚磷酸氢盐或亚磷酸氢盐的混合物。负载型磷化物合成步骤如下将一定量的载体在一定量的亚磷酸氢盐水溶液中搅拌浸渍3小时，然后将载体抽 滤，滤饼在60°C真空干燥3小时得到相应的负载型亚磷酸氢盐前体。然后将一定量的前体 放入管式炉中，通入氮气或氩气或氢气作为保护气体，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，产物水洗至中性，在60°C真空干燥3小时得到相应 的磷化物。上述的亚磷酸氢盐可为周期表中任一或两种元素的亚磷酸氢盐或亚磷酸氢盐的 混合物。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。具体实施方案实施方案1将2g亚磷酸氢铁(二价铁)放入管式炉中，以30ml/min的流速通入氮气，然后直 接升温至500°C，在此温度下反应3小时，后在氮气保护下降至室温，产物经蒸馏水洗涤3次 后，在60°C真空干燥3小时得到磷化铁。实施方案2将实施方案1中亚磷酸氢铁变为亚磷酸氢铜，其它条件不变。实施方案3将实施方案1中亚磷酸氢铁变为亚磷酸氢镍，温度变为400°C。实施方案4将实施方案1中亚磷酸氢铁变为亚磷酸氢钴，其它条件不变。实施方案5将实施方案1中亚磷酸氢铁变为亚磷酸氢铬，温度变为400°C。实施方案6将实施方案1中亚磷酸氢铁变为亚磷酸氢锡，温度变为400°C。实施方案7将实施方案1中亚磷酸氢铁变为亚磷酸氢银，其它条件不变。实施方案8将实施方案1中亚磷酸氢铁变为亚磷酸氢锰，其它条件不变。实施方案9将实施方案1中亚磷酸氢铁变为亚磷酸氢铟，其它条件不变。实施方案10将Ig亚磷酸氢铁(二价铁)溶于IOOml蒸馏水中，然后加入IOg 二氧化硅载体， 搅拌浸渍3小时，然后抽滤洗涤3次，滤饼在在60°C真空干燥3小时。将研磨后的滤饼取 2g放入管式炉中，以30ml/min的流速通入氮气，然后直接升温至500°C，在此温度下反应3 小时，后在氮气保护下将至室温，产物经蒸馏水洗涤3次后，得到二氧化硅负载的磷化铁。实施方案11将实施方案10中的载体变为活性炭，其它条件不变。实施方案12将实施方案10中载体变为石墨，其它条件不变。
权利要求
1.一种热分解亚磷酸氢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亚磷酸氢盐放入管式炉中，通入氮气或氩气或氢气作为保护气体，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，产物水洗至中性，在 60°C真空干燥3小时得到相应的磷化物； 负载型磷化物合成步骤如下将一定量的载体在一定量的亚磷酸氢盐水溶液中搅拌浸渍3小时，然后将载体抽滤， 滤饼在60°C真空干燥3小时得到相应的负载型亚磷酸氢盐前体，然后将一定量的前体放 入管式炉中，通入氮气或氩气或氢气作为保护气体，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，产物水洗至中性，在60°C真空干燥3小时得到相应的 磷化物。
2.根据权利要求1的热分解亚磷酸氢盐制备非负载和负载磷化物的方法，其特征在于 所述的亚磷酸氢盐可为周期表中任一或两种元素的亚磷酸氢盐或亚磷酸氢盐的混合物。
3.根据权利要求1的热分解亚磷酸氢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
本发明涉及一种低温热分解亚磷酸氢盐制备磷化物的方法，属于无机纳米材料制备工艺技术领域。该发明是以亚磷酸氢盐为前体，利用亚磷酸氢盐热分解的反应，制备相应磷化物的方法。该方法合成的磷化物是由直径为10-1000nm左右的粒子构成。该方法合成的磷化物粒子尺寸可控，制备条件温和，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C01B25/08GK102115047SQ201010602200
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者宋立民 申请人:天津工业大学