[发明专利]一种三氯化钼的合成方法

说明书

本发明公开了一种制备三氯化钼的工艺，包括以下过程：①将过量五氯化钼和氯化亚锡粉末混合，混合物料在反应器内加热发生置换反应生成三氯化钼和四氯化锡；②生成的四氯化锡气化离开反应器进入冷却系统收料冷却获得四氯化锡液体；③反应完成后，冷却系统切换入五氯化钼收料器，反应器加热一定温度，将多余的五氯化钼气化进入五氯化钼收料器；④反应器冷却后出料获得三氯化钼产品。⑤四氯化锡液体通过密闭过滤获得四氯化锡产品和五氯化钼滤渣，五氯化钼滤渣和冷却收集的五氯化钼可以作为反应原料循环利用。本发明提高了三氯化钼的收率，同时降低了生产成本，副产物四氯化锡纯度超过99%，生产过程的废气量大量减少，属于绿色环保工艺。

技术领域

本发明涉及一种三氯化钼的合成方法，特别是一种低成本同时合成三氯化钼和四氯化锡的方法，属于稀有金属材料合成领域。

背景技术

三氯化钼，暗红色单斜晶体，升华点低于400℃，高于375℃，是目前制氨工艺中用于固氮的钼系催化剂的重要前驱体，因钼系催化剂能够固定更多的氮用于催化氮气制氨，而氨是制氮肥的重要原料，因此三氯化钼拥有较大的应用前景。五氯化钼沸点268℃，四氯化锡熔点-33℃，沸点114.15℃，氯化亚锡熔点247℃，沸点623℃。利用它们沸点的差异性，氯化亚锡是潜在的还原剂，且其还原产物四氯化锡的沸点较低，易于与反应物和产物分离。

目前三氯化钼的合成方法主要为氢气还原五氯化钼制备三氯化钼，该方法容易过还原或者还原力度不够而生成二氯化钼、四氯化钼等副产物，需要增加较多的分离步骤，由于副产物的沸点与三氯化钼较为接近，造成三氯化钼的收率非常低，且纯度最多不超过98%。还有尝试采用铝、钠等还原剂还原五氯化钼制备三氯化钼，也存在上述还原力度难以控制导致副产物过多，三氯化钼收率低，且获得的三氯化钼难以与副产物分离，影响三氯化钼纯度。上述三氯化钼的合成都不可避免的存在三氯化钼纯度不理想的问题，因此进行三氯化钼合成方法的创新很有必要。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是在于提供一种成本低廉、原料利用率高、三氯化钼产品纯度较高的方法；本发明有效克服了现有技术存在原料利用率不够、三氯化钼品质低的现状，实现了五氯化钼通过氯化亚锡还原获得纯度较高的三氯化钼，五氯化钼的钼资源完全利用，氯化亚锡的还原产物四氯化锡也能够作为合格产品利用。

本发明提出的三氯化钼的合成方法，具体步骤如下：

1）将过量五氯化钼和氯化亚锡粉末混合，得到混合物料；

2）将步骤1）获得的混合物料放入反应器，在保护气氛下反应，生成的四氯化锡气化离开反应器进入冷却系统收料冷却获得四氯化锡液体。

3）步骤2）反应完成后，反应器加热，并将冷却系统切换入五氯化钼收料器，将多余的五氯化钼气化进入五氯化钼收料器。

4）步骤3）完成后，反应器冷却后出料获得三氯化钼产品。

5）由步骤2）获得的四氯化锡液体通过密闭过滤获得四氯化锡产品和五氯化钼滤渣，五氯化钼滤渣和步骤3）收集的五氯化钼作为反应原料循环利用。

本发明技术方案在制备三氯化钼的过程中，关键是在于，将过量五氯化钼与氯化亚锡混合，氯化亚锡完全氧化为四氯化锡，对应量的五氯化钼还原为三氯化钼，四氯化锡的沸点低，能够在反应温度范围内从反应体系中脱离，这样反应体系里主要存在三氯化钼和相对低沸点的五氯化钼，反应完成后，通过升温将多余的五氯化钼蒸出，这样反应体系内最后剩余的就是三氯化钼

作为一个优选的方案，所述的五氯化钼和氯化亚锡的摩尔比为1.01-5:1。

作为一个优选的方案，所述的保护气体为氦气、氩气、氮气的一种或多种气体组合。

作为一个优选的方案，所述步骤2）的反应温度为115-200℃。

作为一个优选的方案，所述步骤3）的加热温度为250-375℃。