[发明专利]制备菱形过氧碳酸钬的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备菱形过氧碳酸钬的方法，属于一种材料制备工艺。

背景技术

活性氧化合物在化学反应过程中发出可见光，过氧碳酸盐是化学发光研究领域中比较活跃领域之一。过氧碳酸钬是一种不易溶于水、在温度为100℃以下不发生分解、易保存的固体，钬离子具有独特的电子结构，用作金属卤素灯添加剂，钇铁或钇铝石榴石的添加剂，掺钬的钇铝石榴石(Ho:YAG)可发射2μm激光，用Ho:YAG激光器进行医疗手术，另外用掺钬的光纤可以制作光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等等，光通讯器件在光纤通信迅猛的今天将发挥更重要的作用。过氧碳酸钬是一种活性氧化合物，具有高能量，活性氧由于比基态氧分子的能量状态要高，因此表现出了远高于基态氧分子的反应活性，其化学发光活性比过氧碳酸钠高，是一种相对“绿色”的氧化剂。过氧碳酸钬具有灵敏度高、选择性好的化学发光体系，有可能成为化学发光研究、应用热点。文献报导的过氧碳酸钠的制备及研究相对较多，而过氧碳酸钬制备方法与过氧碳酸钠制备方法截然不同，由于碳酸钬不易溶于水，如将碳酸钬与水调成浆状，加入双氧水，搅拌一定时间后，过滤、洗涤，经过分析检测，沉淀仍为碳酸钬；如将双氧水加入到硝酸钬溶液中再加入碳酸氢铵溶液，或将双氧水加入到碳酸氢铵溶液中再加入到硝酸钬溶液中，两种方法经过充分反应后，得到的沉淀为碳酸钬，利用传统方法制备过氧碳酸钬是不可行的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种颗粒均匀、流动性好的菱形过氧碳酸钬制备方法。

技术解决方案：

本发明向反应器中加入碳酸氢铵和浓度为28％的氨水，碳酸氢铵与氨水摩尔比为1∶0.66-1.17，再加入去离子水，碳酸氢铵与去离子水摩尔比为1∶6-9.1，得到浓度为3.7-4.5mol/L碳酸氢铵溶液，在室温下，向碳酸氢铵溶液中加入浓度为1.08-1.65mol/L的硝酸钬溶液，碳酸氢铵与硝酸钬摩尔比为1∶0.049-0.067，得到碳酸氢铵、氨水和硝酸钬的混合溶液；向混合溶液中加入浓度为30％的双氧水，硝酸钬与双氧水摩尔比为1∶2.8-4.8，反应4-5小时，产生过氧碳酸钬沉淀，静止陈化48小时，将沉淀过滤、洗涤，得到颗粒均匀、流动性好的菱形过氧碳酸钬产品。

发明效果

本发明中碳酸氢铵浓度和陈化时间是关键，加入氨水可提高溶液中碳酸氢铵浓度，碳酸氢铵浓度低于3.7mol/L时，加入硝酸钬溶液产生的少量絮状沉淀不易被溶解，硝酸钬在碳酸氢铵溶液中的浓度较小，产品收率低，随着溶液中碳酸氢铵浓度升高，硝酸钬浓度也升高，生成的过氧碳酸钬沉淀一次收率高，只有形成碳酸氢铵、氨水和硝酸钬的混合溶液，加入双氧水时才能生成过氧碳酸钬沉淀。陈化时间是决定过氧碳酸钬粒度的关键因素，陈化时间小于4小时，过氧碳酸钬沉淀颗粒很细，难过滤，静止陈化24小时以上，得到沉淀颗粒均匀、流动性好的菱形过氧碳酸钬。本发明便于实现工业化生产，利用工厂传统草酸钬沉淀工序，就可以制备出菱形过氧碳酸钬产品。

附图说明

图1为本发明菱形过氧碳酸钬的XRD图谱；

图2为本发明菱形过氧碳酸钬的红外光谱图；

图3为本发明菱形过氧碳酸钬的SEM图。

具体实施方式

实施例1

在反应器中加入350g碳酸氢铵和300ml浓度为28％氨水，加入去离子水520ml，得到浓度为4.43mol/L碳酸氢铵溶液，在室温下，向碳酸氢铵溶液中加入197ml浓度为1.30mol/L的硝酸钬溶液，得到碳酸氢铵、氨水和硝酸钬的混合溶液；向混合溶液中加入100ml浓度为30％的双氧水，反应5小时，产生过氧碳酸钬沉淀，静止陈化48小时，将沉淀过滤、洗涤，得到颗粒均匀、流动性好的菱形过氧碳酸钬产品。

实施例2

在反应器中加入350g碳酸氢铵和200ml浓度为28％氨水，加入去离子水620ml，得到浓度为4.43mol/L碳酸氢铵溶液，在室温下，向碳酸氢铵溶液中加入148ml浓度为1.65mol/L的硝酸钬溶液，得到碳酸氢铵、氨水和硝酸钬的混合溶液；向混合溶液中加入130ml浓度为30％的双氧水，反应4小时，产生过氧碳酸钬沉淀，静止陈化48小时，将沉淀过滤、洗涤，得到颗粒均匀、流动性好的菱形过氧碳酸钬产品。

实施例3

在反应器中加入300g碳酸氢铵和300ml浓度为28％氨水，加入去离子水550ml，得到浓度为3.8mol/L碳酸氢铵溶液，在室温下，向碳酸氢铵溶液中加入200ml浓度为1.08mol/L的硝酸钬溶液，得到碳酸氢铵、氨水和硝酸钬的混合溶液；向混合溶液中加入75ml浓度为30％的双氧水，反应4小时，产生过氧碳酸钬沉淀，静止陈化48小时，将沉淀过滤、洗涤，得到颗粒均匀、流动性好的菱形过氧碳酸钬产品。