CN108405881A - 一种高纯球形钌粉的制备方法 - Google Patents
一种高纯球形钌粉的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108405881A CN108405881A CN201810108737.3A CN201810108737A CN108405881A CN 108405881 A CN108405881 A CN 108405881A CN 201810108737 A CN201810108737 A CN 201810108737A CN 108405881 A CN108405881 A CN 108405881A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ruthenium
- powder
- spherical
- ruthenium powder
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 112
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 111
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 4
- MAZOHJVAXBNBPX-UHFFFAOYSA-N ruthenium hydrochloride Chemical compound Cl.[Ru] MAZOHJVAXBNBPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 33
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 10
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 8
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 8
- YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K ruthenium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ru+3] YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N hydrofluoric acid Substances F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims description 6
- -1 cation exchange resin Cation Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 3
- NICDRCVJGXLKSF-UHFFFAOYSA-N nitric acid;trihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.Cl.O[N+]([O-])=O NICDRCVJGXLKSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 abstract description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 6
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 6
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- XCJXQCUJXDUNDN-UHFFFAOYSA-N chlordene Chemical compound C12C=CCC2C2(Cl)C(Cl)=C(Cl)C1(Cl)C2(Cl)Cl XCJXQCUJXDUNDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000001036 glow-discharge mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 150000003303 ruthenium Chemical class 0.000 description 2
- 229910001927 ruthenium tetroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019891 RuCl3 Inorganic materials 0.000 description 1
- TZPLDVKDIGJMNF-UHFFFAOYSA-N [Ru].NC(=O)N Chemical compound [Ru].NC(=O)N TZPLDVKDIGJMNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQKBIUZEUFGQMZ-UHFFFAOYSA-N [Ru].[Au] Chemical compound [Ru].[Au] CQKBIUZEUFGQMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- VDRDGQXTSLSKKY-UHFFFAOYSA-K ruthenium(3+);trihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Ru+3] VDRDGQXTSLSKKY-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
- B22F9/26—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions using gaseous reductors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
- B22F1/065—Spherical particles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高纯球形钌粉的制备方法，其步骤包括：(1)溶解：用盐酸溶解，获得氯钌酸溶液；(2)离子交换净化除杂，获得纯净钌溶液；(3)前驱体制备：调整步骤(2)所得钌溶液的初始pH值，加入沉淀引发剂，陈化，加热搅拌，生成钌粉前驱体——球形水合氧化钌；(4)煅烧脱水‑氢气还原：将步骤(3)所得前驱体置于管式炉中先进行煅烧脱水，再通入氢气进行高温还原，获得球形金属钌粉；(5)混酸煮洗过滤分离，用去离子水充分洗涤，真空干燥后，获得高纯球形钌粉。本发明方法工艺简单，制备的钌粉中杂质含量小于10ppm，钌粉微观形貌为球形，粒度小于5μm，可作为钌系溅射靶材的原料。
Description
技术领域
本发明涉及贵金属粉末的制备，特别涉及一种高纯球形钌粉的制备方法。
背景技术
计算机硬盘记忆材料靶用钌粉有特殊的指标要求，必须十分严格地控制杂质和粉末形貌，纯度则必须99.999％以上，微观形貌要求球形或类球形。
目前国内钌粉的制备方法一般采用二次氧化蒸馏，吸收液浓缩结晶得到RuCl3煅烧氢还原制备钌粉，或者将钌吸收液氧化后加入氯化铵沉淀、煅烧、氢还原制备钌粉。该法所得的钌粉颗粒粗，且不均匀，杂质含量高，不能用于钌靶材的生产。
中国专利ZL200580006772.5公布了高纯度Ru粉末、溅射靶、薄膜和高纯度Ru粉末的制造方法，具体步骤是用纯度99.9％的Ru原料作阳极，在溶液中电解精制，可获得99.99％以上的纯钌粉，其中Na、K等各碱金属的含量均在10ppm以下，Al的含量为1～50ppm，适合形成半导体存储器的电容器用电极材料。
中国专利ZL200610106338.0公开了制备钌粉末的方法，该方法是在煅烧六氯钌酸铵制备钌粉末的步骤中，将在500～800℃下煅烧六氯钌酸铵得到的粗钌粉碎，然后在800～1000℃下再次煅烧，由此使钌粉末中的氯含量为100ppm或以下。
中国专利ZL200810109294.6公开了六氯钌酸铵和钌粉的制造方法以及六氯钌酸铵，在钌的盐酸溶液中添加氯化铵而制成的六氯钌酸铵进行烧成来制备钌粉末。具体步骤是在80～95℃下保持钌的盐酸溶液3小时以上后，一边使搅拌机的转数达到每分钟200转以上进行搅拌一边加入氯化铵，一边在85～95℃下搅拌1小时以上一边保持，生成六氯钌酸铵的沉淀，通过过滤得到含水率是10％以下的六氯钌酸铵的结晶物。
中国专利201310112626.7公开了一种制备靶用钌粉的方法，通过步骤实现：溶解、沉淀、离心过滤、烘干、破碎、煅烧、还原、制粉。钌粉的铁、碳、钠、钾元素含量分别小于10ppm，氮、氯元素含量分别小于50ppm，总杂质不包含气体元素小于100ppm。钌粉粒度小于4μm，形貌呈规整球形，振实密度3.2～4.0g/cm3，松装密度2～2.6g/cm3。
日本企业生产高纯钌粉的工艺：用熔融的氢氧化钾和硝酸钾熔盐氧化和溶解钌金属，使其转变为可溶的钌酸盐。用水溶解提取钌盐，加热并通入氯气使钌离子氧化蒸馏成RuO4，再用稀盐酸和乙醇的混合液吸收RuO4，溶液经干燥得到固体三氯化钌，之后在通入氧气的条件下高温焙烧，使钌盐变成RuO2，最后高温下氢还原得到钌粉。但生产出的钌粉中Na、K、Fe、Cl等杂质含量偏高。
中国专利ZL 201410540106.0一种用三氯化钌制备靶材用钌粉的方法，将固体三氯化钌用盐酸溶解，获得氯钌酸溶液，溶液通过离子交换树脂除去阳离子杂质，往纯净钌溶液中加入碱生成氢氧化钌沉淀，继续加去离子水浆化，置于高压反应釜中，加热，通入氢气保持一定氢气分压还原，获得纯钌粉。钌粉杂质含量低(小于100ppm)，钌粉微观形貌为球形，粒度2～5μm。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，发明了一种短流程制备高纯球形钌粉的方法。
本发明方法分为五个步骤：(1)溶解；(2)离子交换净化除杂；(3)均相沉淀制备前驱体；(4)煅烧-氢气还原；(5)混酸煮洗。
(1)溶解：将固体三氯化钌用盐酸溶解，获得氯钌酸溶液；
(2)离子交换净化除杂：将步骤(1)所得钌溶液采用阳离子交换树脂进行除杂，获得纯净钌溶液；
(3)前驱体制备：调整步骤(2)所得钌溶液pH值，加入沉淀引发剂，陈化，加热搅拌，使其发生水解沉淀反应，生成球形前驱体——水合氧化钌；
(4)煅烧脱水-氢气还原：将步骤(3)所得球形水合氧化钌置于管式炉中先进行煅烧脱水，再通入氢气进行高温还原，获得球形金属钌粉；
(5)混酸煮洗：将步骤(4)所得钌粉采用王水+氢氟酸混合溶液煮洗，过滤分离，用去离子水充分洗涤，真空干燥后，获得高纯球形钌粉。
本发明有益效果：
本发明提供的方法是将钌溶液通过阳离子交换除去阳离子杂质，再往净化后的钌溶液中加入尿素作为沉淀引发剂，通过控制合适的条件，使尿素均匀分解释放出氢氧根离子，发生沉淀反应，从而达到控制粒子生长速度、微观形貌、粒度的目的，获得球形前驱体——水合氧化钌；水合氧化钌的形貌对钌粉的形貌有决定性的影响，水合氧化钌煅烧脱水后生成氧化钌，再进行高温氢气还原过程中，前驱体球形颗粒在形貌及粒度上具有遗传性，从而获得球形钌粉；钌粉采用王水+氢氟酸混合溶液煮洗进一步除去Fe、Si、贵金属等微量杂质，获得高纯球形钌粉。本发明工艺简单，所得钌粉杂质含量低(小于10ppm)，钌粉微观形貌为球形，粒度2～5μm，符合于钌靶的生产要求。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程示意图。
图2、图3分别为本发明制备的前驱体及钌粉微观形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明作进一步详细说明。
实施例1，参见附图1，将固体三氯化钌用优级纯盐酸+去离子水溶解，所得钌溶液通过阳离子交换树脂除去阳离子杂质，获得纯净钌溶液，调整该钌溶液pH值为5，按钌:尿素摩尔比1:8加入优级纯尿素，陈化24h，然后将溶液加热至90℃，恒温搅拌反应4h，发生水解沉淀反应，生成球形钌粉前驱体——水合氧化钌，过滤分离、洗涤、干燥；将前驱体置于管式炉中在300℃温度下恒温煅烧脱水1h，继续升温至600℃，通入高纯氢气，恒温还原4h，然后通入氮气冷却至室温，得到钌粉；再将所得钌粉在聚四氟乙烯烧杯中采用硝酸+氢氟酸煮洗，过滤分离，用去离子水充分洗涤，所得钌粉在100℃温度下真空干燥后，获得高纯球形钌粉。
实施例2，参见附图1，将固体三氯化钌用优级纯盐酸+去离子水溶解，所得钌溶液通过阳离子交换树脂除去阳离子杂质，获得纯净钌溶液；调整钌溶液pH值为5，按钌:尿素摩尔比1:6加入优级纯尿素，陈化24h，然后将溶液加热至90℃，恒温搅拌反应4h，发生水解沉淀反应，生成球形钌粉前驱体——水合氧化钌，过滤分离、洗涤、干燥；将前驱体置于管式炉中在350℃温度下恒温煅烧脱水2h，继续升温至650℃，通入高纯氢气，恒温还原3h，然后通入氮气冷却至室温，得到钌粉；再将所得钌粉在聚四氟乙烯烧杯中采用硝酸+氢氟酸煮洗，过滤分离，用去离子水充分洗涤，所得钌粉在100℃温度下真空干燥后，获得高纯球形钌粉。
实施例3，参见附图1，将固体三氯化钌用优级纯盐酸+去离子水溶解，所得钌溶液通过阳离子交换树脂除去阳离子杂质，获得纯净钌溶液，调整钌溶液pH值为5，按钌:尿素摩尔比1:6加入优级纯尿素，陈化24h，然后将溶液加热至沸腾，恒温搅拌反应4h，发生水解沉淀反应，生成球形钌粉前驱体——水合氧化钌，过滤分离、洗涤、干燥；将前驱体置于管式炉中在350℃温度下恒温煅烧脱水2h，继续升温至650℃，通入高纯氢气，恒温还原3h，然后通入氮气冷却至室温，得到钌粉；再将所得钌粉在聚四氟乙烯烧杯中采用硝酸+氢氟酸煮洗，过滤分离，用去离子水充分洗涤，所得钌粉在100℃温度下真空干燥后，获得高纯球形钌粉。
对本发明制备的钌粉采用GDMS进行分析，结果如下表1所示。
表1钌粉GDMS杂质分析结果
由表1及图3可以看出，本发明所制备的钌粉中总杂质元素含量为小于10ppm，纯度大于99.999％，粒度小于5μm，形貌呈球形，可以作为钌系溅射靶材的原料要求。
Claims (5)
1.一种高纯球形钌粉的制备方法，其特征在于按以下步骤完成：
(1)溶解：将固体三氯化钌用盐酸溶解，获得氯钌酸溶液；
(2)离子交换净化除杂：将步骤(1)所得钌溶液采用阳离子交换树脂进行除杂，获得纯净钌溶液；
(3)前驱体制备：调整步骤(2)所得钌溶液的初始pH值，加入沉淀引发剂，陈化，加热搅拌，使其发生水解沉淀反应，生成钌粉前驱体——球形水合氧化钌；
(4)煅烧脱水-氢气还原：将步骤(3)所得前驱体置于管式炉中先进行煅烧，再通入氢气进行高温还原，获得球形金属钌粉；
(5)混酸煮洗：将步骤(4)所得钌粉采用王水+氢氟酸混合溶液煮洗，过滤分离，用去离子水充分洗涤，真空干燥后，获得高纯球形钌粉。
2.根据权利要求1所述的一种高纯球形钌粉的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的调整溶液初始pH值为3～5。
3.根据权利要求1所述的一种高纯球形钌粉的制备方法，其特征在于步骤(3)所述的沉淀引发剂为优级纯尿素，钌:尿素摩尔比为1:5～8，陈化时间12～24h，反应温度80～100℃，反应时间2～4h。
4.根据权利要求1所述的一种高纯球形钌粉的制备方法，其特征在于步骤(4)所述的煅烧脱水条件：温度250～350℃，保温时间1～2h。
5.一种高纯球形钌粉的制备方法，其特征在于按以下步骤完成：
将固体三氯化钌用优级纯盐酸+去离子水溶解，所得钌溶液通过阳离子交换树脂除去阳离子杂质，获得纯净钌溶液，调整该钌溶液pH值为5，按钌:尿素摩尔比1:8加入优级纯尿素，陈化24h，然后将溶液加热至90℃，恒温搅拌反应4h，发生水解沉淀反应，生成球形钌粉前驱体——水合氧化钌，过滤分离、洗涤、干燥；将前驱体置于管式炉中在300℃温度下恒温煅烧脱水1h，继续升温至600℃，通入高纯氢气，恒温还原4h，然后通入氮气冷却至室温，得到钌粉；再将所得钌粉在聚四氟乙烯烧杯中采用硝酸+氢氟酸煮洗，过滤分离，用去离子水充分洗涤，所得钌粉在100℃温度下真空干燥后，获得高纯球形钌粉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810108737.3A CN108405881A (zh) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | 一种高纯球形钌粉的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810108737.3A CN108405881A (zh) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | 一种高纯球形钌粉的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108405881A true CN108405881A (zh) | 2018-08-17 |
Family
ID=63127649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810108737.3A Pending CN108405881A (zh) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | 一种高纯球形钌粉的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108405881A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110014165A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-07-16 | 西北有色金属研究院 | 一种高纯微米级球形钼粉的制备方法 |
| CN110340373A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-18 | 贵研铂业股份有限公司 | 一种高纯钯粉的制备方法 |
| CN110893467A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-20 | 湖南欧泰稀有金属有限公司 | 研磨罐和高纯超细钌粉的制备方法 |
| CN111940758A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 昆明理工大学 | 一种多元醇还原法制备球形钌粉的方法 |
| CN113020615A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-25 | 中海油(山西)贵金属有限公司 | 一种用三氯化铑制备高纯铑粉的方法 |
| CN113458407A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-01 | 安徽拓思贵金属有限公司 | 一种高纯钌粉的制备方法 |
| CN114959772A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-30 | 浙江大学 | 一种长寿命贵金属氧化物析氧反应电催化剂及制备方法和应用 |
| CN116117156A (zh) * | 2023-01-28 | 2023-05-16 | 东北大学 | 粒径小于1μm高分散球形钌粉及其制备方法和应用 |
| CN116900301A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-10-20 | 江西金海岛新材料有限公司 | 一种高纯靶材用钌粉的制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002087750A1 (de) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Peter Guggenbichler | Verfahren zur herstellung von gecoateten nanopartikeln |
| CN101053834A (zh) * | 2006-04-14 | 2007-10-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种钌基氨合成催化剂及其制备方法 |
| CN101445872A (zh) * | 2007-11-27 | 2009-06-03 | 中国蓝星（集团）股份有限公司 | 一种从含钌、铱、钛、锡、锆、钯的混合氧化物中提取贵金属铱的方法 |
| CN102133526A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-07-27 | 西安凯立化工有限公司 | 一种钌炭催化剂的制备方法 |
| CN102626630A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-08 | 洛阳晶辉新能源科技有限公司 | 一种催化剂及其制备方法和应用 |
| CN103223493A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-07-31 | 贵研资源（易门）有限公司 | 一种制备靶用钌粉的方法 |
| CN103302298A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-18 | 贵研资源（易门）有限公司 | 一种分离提纯铱的方法 |
| CN104308185A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-01-28 | 昆明贵金属研究所 | 一种用三氯化钌制备靶材用钌粉的方法 |
| CN105727944A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 福州大学 | 一种ZrO2纳米片负载钌催化剂的制备方法 |
-
2018
- 2018-02-02 CN CN201810108737.3A patent/CN108405881A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002087750A1 (de) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Peter Guggenbichler | Verfahren zur herstellung von gecoateten nanopartikeln |
| CN101053834A (zh) * | 2006-04-14 | 2007-10-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种钌基氨合成催化剂及其制备方法 |
| CN101445872A (zh) * | 2007-11-27 | 2009-06-03 | 中国蓝星（集团）股份有限公司 | 一种从含钌、铱、钛、锡、锆、钯的混合氧化物中提取贵金属铱的方法 |
| CN102133526A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-07-27 | 西安凯立化工有限公司 | 一种钌炭催化剂的制备方法 |
| CN102626630A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-08 | 洛阳晶辉新能源科技有限公司 | 一种催化剂及其制备方法和应用 |
| CN103223493A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-07-31 | 贵研资源（易门）有限公司 | 一种制备靶用钌粉的方法 |
| CN103302298A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-18 | 贵研资源（易门）有限公司 | 一种分离提纯铱的方法 |
| CN104308185A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-01-28 | 昆明贵金属研究所 | 一种用三氯化钌制备靶材用钌粉的方法 |
| CN105727944A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 福州大学 | 一种ZrO2纳米片负载钌催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| （苏）С.И.金兹布尔格等: "《铂族金属和金的化学分析指南》", 31 March 1988, : 冶金部秦岭金矿化验室 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110014165B (zh) * | 2019-05-23 | 2020-07-17 | 西北有色金属研究院 | 一种高纯微米级球形钼粉的制备方法 |
| CN110014165A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-07-16 | 西北有色金属研究院 | 一种高纯微米级球形钼粉的制备方法 |
| CN110340373A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-18 | 贵研铂业股份有限公司 | 一种高纯钯粉的制备方法 |
| CN110893467A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-20 | 湖南欧泰稀有金属有限公司 | 研磨罐和高纯超细钌粉的制备方法 |
| CN111940758B (zh) * | 2020-08-17 | 2023-01-31 | 昆明理工大学 | 一种多元醇还原法制备球形钌粉的方法 |
| CN111940758A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 昆明理工大学 | 一种多元醇还原法制备球形钌粉的方法 |
| CN113020615A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-25 | 中海油(山西)贵金属有限公司 | 一种用三氯化铑制备高纯铑粉的方法 |
| CN113458407A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-01 | 安徽拓思贵金属有限公司 | 一种高纯钌粉的制备方法 |
| CN114959772A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-30 | 浙江大学 | 一种长寿命贵金属氧化物析氧反应电催化剂及制备方法和应用 |
| CN114959772B (zh) * | 2022-05-26 | 2023-10-03 | 浙江大学 | 一种长寿命贵金属氧化物析氧反应电催化剂及制备方法和应用 |
| CN116117156A (zh) * | 2023-01-28 | 2023-05-16 | 东北大学 | 粒径小于1μm高分散球形钌粉及其制备方法和应用 |
| CN116117156B (zh) * | 2023-01-28 | 2025-06-03 | 东北大学 | 粒径小于1μm高分散球形钌粉及其制备方法和应用 |
| CN116900301A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-10-20 | 江西金海岛新材料有限公司 | 一种高纯靶材用钌粉的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108405881A (zh) | 一种高纯球形钌粉的制备方法 | |
| CN107098365B (zh) | 一种从锂云母矿中提取碳酸锂的方法 | |
| CN104889413A (zh) | 一种电子元器件用高纯铂粉的制备方法 | |
| CN104308185A (zh) | 一种用三氯化钌制备靶材用钌粉的方法 | |
| CN113200567A (zh) | 一种高烧结活性氧化锆粉体及其制备方法 | |
| CN107902690B (zh) | 微米级二氧化锡的制备方法 | |
| JP5862919B2 (ja) | 酸化ニッケル微粉末及びその製造方法 | |
| CN110550646A (zh) | 一种硫酸铯和硫酸铷的制备方法 | |
| JP6159306B2 (ja) | 酸化ニッケル粉末 | |
| CN117921021A (zh) | 一种从铱残靶及其机加工废料中回收制备高纯铱粉的方法 | |
| CN112794343B (zh) | 一种从含氟化铍混合物中提纯制备氟铍化铵的方法 | |
| JP2950324B1 (ja) | 酸化ガリウムおよびその製造方法 | |
| JP5733101B2 (ja) | 酸化ニッケル粉末の製造方法 | |
| CN110453091B (zh) | 用钴合金废料制备高纯度钴液的方法 | |
| CN108622920A (zh) | 一种高铝粉煤灰提取氧化铝的方法 | |
| CN111517367A (zh) | 制备高纯仲钨酸铵的方法 | |
| CN104860344B (zh) | 球形碳酸锶的制备方法 | |
| JP5790292B2 (ja) | 酸化ニッケル粉末の製造方法 | |
| CN115340112A (zh) | 一种利用铍原矿生产高纯氧化铍的制备工艺及高纯氧化铍 | |
| CN115340111A (zh) | 可回收清洗溶液中含铍成分的工业氧化铍制备工艺及产品 | |
| CN105798317A (zh) | 一种多面体亚微米钨粉的制备方法 | |
| CN113003591A (zh) | 一种从含氟化铍混合物中提纯制备氢氧化铍的方法 | |
| CN119706898B (zh) | 一种工业级氢氧化铝制备纳米级氧化铝的方法 | |
| JP2005272186A (ja) | 酸化スズ粉末とその製造方法 | |
| CN113458407A (zh) | 一种高纯钌粉的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180817 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |