[发明专利]一种利用微乳液法制备纳米级碘化亚铜的方法

说明书

技术领域

本发明属于碘精细化工领域，具体涉及到一种利用含碘溶液制备纳米级碘化亚铜颗粒的生产工艺。 

技术背景

纳米级碘化亚铜是一种白色或棕白色的稠密粉末，见光易分解成棕黄色。其用途非常广泛，常用作有机反应催化剂、树脂改性剂等，另外由于其具有因量子尺寸效应而产生的特异性质，如光吸收和荧光发射显著增强并发生蓝移，光学三阶非线性响应速度显著提高等，也可作为制造固态电子、光电子器件的材料。 

碘化亚铜的制备方法较多，也较易制备，常见的如铜与碘共热反应、铜与浓氢碘酸反应、铜与碘仿共热反应等，但是超细碘化亚铜尤其是纳米级超细碘化亚铜的制备却较难，主要是由于碘化亚铜性质较为稳定，在制备过程中易发生团聚而使得难以控制其颗粒尺寸，无法制备出合格的超细碘化亚铜。 

目前国外关于超细碘化亚铜的研究主要有：俄罗斯YvBokshits等人借助聚乙烯醇和白凝胶等添加剂液相法制得了直径在5纳米-20纳米的球形碘化亚铜颗粒；日本K．Kimura等人采用乙腈做溶剂并蒸发溶剂将大块状碘化亚铜分切成纳米尺寸。国内关于超细碘化亚酮的研究主要有：山东大学陈代荣课题组等在室温下用PEG600做助剂在水溶液中制得厚为60 nm -80nm、大小为几个微米的纳米薄片；李亚栋等选用环己烷/TritonX-100(辛基酚聚氧乙烯醚)/正戊醇/水相的微乳体系进行氧化还原反应，合成了碘化亚铜的纳米片晶；东华大学顾利霞课题组等在干燥氮气保护下，混合硫酸铜和碘化钾乙醇溶液，合成球形纳米碘化亚铜，其平均粒径小于50nm。 

发明内容

本发明的目的是以硫酸铜及碘回收工艺过程的中间体碘吸收液为原料，利用反胶束微乳液体系的分散作用和形貌控制作用，在减缓反应速度和前驱体的形貌诱导作用下生产制备纳米级超细碘化亚铜。 

本发明是一种利用微乳液法制备纳米级超细碘化亚铜的方法，方法以硫酸铜及含碘吸收液为原料，其中含碘吸收液的主要元素含量组成为：碘单质约100 ppm ~1500ppm；碘离子约30000 ppm ~50000ppm；硫酸根约 35000ppm~60000ppm；氟离子约400ppm ~1500ppm；钙、镁、铝、铁离子共约50 ppm ~200ppm,利用反胶束微乳液体系的分散作用和形貌控制作用，在减缓反应速度和前驱体的形貌诱导作用下，制备出一维结构的超细碘化亚铜超细颗粒，此制备工艺主要包括微乳液制备、原料预处理、反应合成、过滤、洗涤、干燥等工序；具体的工艺方案所采用的微乳液体系由环己烷、十二烷基苯磺酸钠、正戊醇组成，其中环己烷所占质量分数为89%，十二烷基苯磺酸钠所占质量分数为5%，正戊醇所占质量分数为6%，配置后搅拌均匀；取一定量的含碘吸收液，加入亚硫酸钠作为还原剂，控制还原剂加入量与含碘溶液中碘单质的物质的量比为1～1.5:1，反应温度为25℃～60℃，搅拌速度为50 rpm～400rpm，反应时间为5 min～60min，反应结束后，加入事先配置好的微乳液，控制含碘吸收液与加入的微乳液体积比为1～2:1，搅拌均匀后，加入硫酸铜溶液，其中硫酸铜溶液浓度为0.1mol/L，并控制含碘溶液中碘离子与加入的硫酸铜物质的量比（摩尔比）为2～2.5:1，反应温度25℃～60℃，搅拌速度为200 rpm～500rpm，反应时间为30 min～150min，反应结束后，将溶液静置1h，待分层完全后分相，上层有机相作为微乳液循环使用，下层溶液使用真空抽滤方式过滤，滤饼每次用其质量3倍的去离子水洗涤2次，然后用相同量的无水乙醇洗涤2次，洗涤后的滤饼置于真空干燥箱中烘干即得产品，控制干燥温度为70℃-110℃，干燥时间为2h-6h。 

本发明的有益效果：碘化亚铜是一种用途非常广泛的化工试剂，而超细碘化亚铜尤其是纳米级超细碘化亚铜的经济附加值更高，目前国内外虽然有不少学者成功制备出碘化亚铜超细颗粒，但都在实验室条件下制备的，工艺条件要求苛刻，难以大规模工业化推广，本发明所述的方法以磷矿伴生碘资源回收工艺中的中间产物含碘吸收液为原料，价廉易得，通过加入微乳液体系控制碘化亚铜的颗粒尺寸，以达到制备碘化亚铜的目的，利用此法制备的碘化亚铜不仅产品纯度高，而且粒度细，经检测粒度大小为50nm～100nm，属于纳米级别材料，能很好的应用在光电子器件的制备领域。 

具体实施方式

实施例1