CN1683594A - 超细金属氧化物的制备方法 - Google Patents
超细金属氧化物的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1683594A CN1683594A CN 200510053381 CN200510053381A CN1683594A CN 1683594 A CN1683594 A CN 1683594A CN 200510053381 CN200510053381 CN 200510053381 CN 200510053381 A CN200510053381 A CN 200510053381A CN 1683594 A CN1683594 A CN 1683594A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal oxide
- electrolysis
- exchange membrane
- superfine
- anion
- 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
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title claims abstract description 17
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 7
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims abstract 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- -1 actinide metals Chemical class 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Chemical compound [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K cerium trichloride Chemical compound Cl[Ce](Cl)Cl VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
本发明采用电化学方法制备超细金属氧化物，该方法利用阴离子交换膜(5)把电解槽(8)分隔为阳极室(3)和阴极室(9)。向两室分别加入需制备其金属氧化物的盐溶液，控制不同的电解电压，在两极上有气体释放出来的同时，在阴极室(9)中，由于阴极(6)消耗溶液中的H+离子，就会释放出OH－离子与其盐溶液中相应的金属离子均匀沉淀出来，对其沉淀过滤、洗涤，干燥，即可得到其超细氢氧化物。对其不同的氢氧化物在不同的温度下灼烧可以得到其超细氧化物，其粒子粒径范围主要分布在60－100nm之间。此方法的特点：具有工艺简单，操作方便，有广阔的应用前景和较好的经济效益。
Description
技术领域
本发明利用电解的方法制备用超细金属氧化物。
背景技术
超细金属氧化物，其粒子粒径范围在1～100nm之间。在性能上与同组成的微米晶粒材料有着非常显著的差异。随着其氧化物的超微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应，纳米材料由于具有特异的光、电、磁、热、声、力、化学和生物学性能，广泛应用于宇航、国防工业、磁记录设备、计算机工程、环境保护、化工、医药、生物工程和核工业等领域。纳米材料制备和应用愈来愈为人们所重视，其中其材料的制备已经成为今天材料研究的热点之一。随着纳米材料制备技术的不断开发及应用范围的拓展，必将对传统的化学工业和其它产业产生重大影响。本方法采用利用阴离子交换膜为隔膜把电解槽分阴、阳极两室，在电解过程中，在阴极室中得到其相应盐的氢氧化物沉淀，高温灼烧制备超细金属氧化物，工艺简单，方法易行，有广阔的应用前景和较好的经济效益。
发明内容
本发明目的在于：利用电解的方法制备超细金属氧化物。该方法利用阴离子交换膜(5)为隔膜把电解槽(8)分为阳极室(3)和阴极室(9)两室，在电解的过程中，控制不同的电流密度。在阴极室(9)中阴极电离产生OH-与其金属盐溶液中相应金属离子均匀沉淀出来。由于较好控制其生成速度，就可避免浓度不均匀现象，使过饱和度控制在适当的范围内，从而控制粒子的生长速度，获得凝聚少、纯度高的超细金属氢氧化物。
本方法采用在液相溶液中利用阴离子交换膜(5)为隔膜两室电解的方法，在阴极室(9)电解溶液能够释放出氢气或消耗氢离子，在金属氯化物盐溶液中，反应方程式如下：
在金属硝酸盐溶液中，反应方程式如下：
硫酸盐溶液中，反应方程式如下：
同时，有其金属盐氢氧化物沉淀析出，反应方程式如下：
由于阴极(6)均匀缓释OH-，在安装有阴极(6)的搅拌器(7)的强烈搅拌作用下，并能够达到微晶体形成的有效外部环境，同时也可避免其氢氧化物沉淀沉积到阴极上，从而形成超细金属氢氧化物沉淀。同时阴极室(9)的阴离子通过阴离子膜(5)有效传递电荷或提供阳极(4)上电解的阴离子，在阳极室(3)电解过程中，有氯气或氧气等气体放出。
在金属氯化物盐溶液中，反应方程式如下：
在硝酸盐盐溶液中，反应方程式如下：
在硫酸盐溶液中，反应方程式如下：
由于电解槽阴极室(9)金属离子不能穿越阴离子膜，只能在阴极室(9)中与缓释的OH-均匀沉淀，得到超细氢氧化物沉淀。在阳极室(3)中电解得到氯气或氧气等气体的同时，在阴极室(9)中电解得到氢气或有效消耗氢离子，并缓释出OH-与金属离子均匀沉淀，形成其金属氢氧化物沉淀，对其沉淀过滤、洗涤，干燥，即可得到其超细氢氧化物。对不同的氢氧化物在不同的温度下灼烧可以得到其超细氧化物，其粒子粒径范围主要分布在40～100nm.之间。
用电解法制备超细金属氧化物的金属适用范围：镁，钛，铝，锆，锌，钙，镧系和锕系金属。
附图说明
参见附图
图1为本发明电解装置示意图
附图1说明：1直流电源2阳极室排气孔3阳极室4阳极5阴离子交换膜6阴极7安装有阴极电极的搅拌器8电解槽9阴极室10阴极室排气孔11安装在搅拌器上的阴极接线转换装置
图2为本发明电解工艺原理示意图
用电解法制备超细金属氧化物的应用范围的制备实例
此处实例并不代表此方法仅能制备以下超细金属氧化物，具体适用范围：见用电解法制备超细金属氧化物的金属适用范围。
制备实例1
1在电解槽(8)之间安装阴离子交换膜(5)，从而把电解槽(8)分为阴、阳极两室，在两室中分别加入0.50mol/dm3氯化铈溶液，电流密度控制在0.08A/cm2左右，在阳极室(3)电解得到氯气和氧气，在阴极室(9)电解有氢气释放，如反应前用氮气置换，在安装有阴极的一体搅拌器(7)的强烈搅拌作用下，可得到Ce(OH)3沉淀，过滤，洗涤，在650℃高温分解，也可出60～100nm的CeO2；也可使阴极室(9)为开放体系，直接利用空气中的氧气氧化Ce3+，在该体系中水解得到CeO2·2H2O，利用此法可得到60～100nm的金属氧化物。
制备实例2
在电解槽(8)之间安装阴离子交换膜(5)，从而把电解池分为阴、阳极两室，在两室中分别加入0.25mol/dm3硝酸镁溶液，电流密度控制在0.10A/cm2左右，在电解过程中，阳极室(3)有氧气释放，在阴极室(9)内，电解得到氢气或有效消耗氢离子同时做到缓释出OH-，在安装有阴极的一体搅拌器(7)的强烈搅拌作用下，可制备出Mg(OH)2沉淀，过滤，洗涤，在500℃高温分解，也可出60～80nm的MgO。
Claims (3)
1.用电解方法制备超细金属氧化物的主要特征及制备过程，其主要特征及制备工艺过程如下：
a.用阴离子交换膜(5)把电解槽(8)分隔为只有阴离子能够自由通过阴离子交换膜的阳极室(3)和阴极室(9)，而两室中的阳离子不能通过。
b.在阴极室(9)和阳极室(3)内分别加入浓度控制在0.01～6.00mol/dm3之间的需制备其金属氧化物的盐溶液。由于阴离子交换膜(5)的存在，在电解过程中，在阳极室(3)内的阳极(4)上其金属盐溶液电解释放出氯气或氧气等气体；在阴极室(9)内的阴极(6)上电解其金属盐溶液能够释放出氢气或消耗氢离子，由于电解槽(8)阴极室(9)内的金属离子不能穿越阴离子膜(5)，在与阴极安装一体的搅拌器(7)强烈搅拌作用下，只能在阴极室(9)中与阴极(6)缓释的OH-均匀沉淀，而阴离子在电场作用下穿越阴离子交换膜(5)到达阳极室(3)电解或起到传递电荷导电的作用。对阴极室(9)的氢氧化物沉淀过滤、洗涤，干燥，即可得到其超细氢氧化物。对不同的其氢氧化物在不同的温度下灼烧可以得到其超细氧化物。
c.电流密度控制在0.01～0.80A/cm2范围。
2.阴极(6)为安装在搅拌器(7)上并与其形成一体的电极。既作为电极电解，又起到搅拌的作用，可避免电极上的沉积。
3.用电解法制备超细金属氧化物的金属适用范围：镁，钛，铝，锆，锌，钙，镧系和锕系金属。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510053381 CN1683594A (zh) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | 超细金属氧化物的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510053381 CN1683594A (zh) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | 超细金属氧化物的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1683594A true CN1683594A (zh) | 2005-10-19 |
Family
ID=35263085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510053381 Pending CN1683594A (zh) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | 超细金属氧化物的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1683594A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102939265A (zh) * | 2010-05-21 | 2013-02-20 | 巴斯夫欧洲公司 | 从废水中除去硝基芳族化合物的方法及装置 |
| CN104709913A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-06-17 | 黑龙江科技大学 | 一种新型的纳米二氧化硅粉体制备方法 |
| CN105568387A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-05-11 | 烟台大学 | 一种硫酸钙晶须的制备方法 |
| CN107236964A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-10-10 | 东北大学 | 一种氯化钴电转化直接制备氢氧化钴的方法 |
| CN107254687A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-10-17 | 东北大学 | 一种电解氯化稀土制备氧化稀土的方法 |
| CN107532309A (zh) * | 2015-01-09 | 2018-01-02 | 威拓股份有限公司 | 用于制备含金属离子或准金属的化合物和过氧根、离子或自由基物质的电化学方法 |
| CN107675202A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-09 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 颜料水解包膜反应器 |
| CN107674459A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-09 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 颜料水解包膜的方法 |
| CN107761154A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-03-06 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 电化学法在颜料水解包膜中的应用 |
| CN107761131A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-03-06 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 颜料水解包膜反应器用电极 |
-
2005
- 2005-03-14 CN CN 200510053381 patent/CN1683594A/zh active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102939265A (zh) * | 2010-05-21 | 2013-02-20 | 巴斯夫欧洲公司 | 从废水中除去硝基芳族化合物的方法及装置 |
| CN104709913A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-06-17 | 黑龙江科技大学 | 一种新型的纳米二氧化硅粉体制备方法 |
| CN107532309A (zh) * | 2015-01-09 | 2018-01-02 | 威拓股份有限公司 | 用于制备含金属离子或准金属的化合物和过氧根、离子或自由基物质的电化学方法 |
| CN107532309B (zh) * | 2015-01-09 | 2019-06-28 | 威拓股份有限公司 | 用于制备含金属离子或准金属的化合物和过氧根、离子或自由基物质的电化学方法 |
| CN105568387A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-05-11 | 烟台大学 | 一种硫酸钙晶须的制备方法 |
| CN105568387B (zh) * | 2016-02-26 | 2019-03-26 | 烟台远东精细化工有限公司 | 一种硫酸钙晶须的制备方法 |
| CN107236964A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-10-10 | 东北大学 | 一种氯化钴电转化直接制备氢氧化钴的方法 |
| CN107254687A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-10-17 | 东北大学 | 一种电解氯化稀土制备氧化稀土的方法 |
| CN107675202A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-09 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 颜料水解包膜反应器 |
| CN107674459A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-09 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 颜料水解包膜的方法 |
| CN107761154A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-03-06 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 电化学法在颜料水解包膜中的应用 |
| CN107761131A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-03-06 | 广西七色珠光材料股份有限公司 | 颜料水解包膜反应器用电极 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sun et al. | High-index faceted metal oxide micro-/nanostructures: a review on their characterization, synthesis and applications | |
| CN101559973B (zh) | 以工业硫酸锌为原料制备纳米氧化锌和晶须氧化锌的方法 | |
| Aghazadeh et al. | Electrochemical preparation of ZrO2 nanopowder: Impact of the pulse current on the crystal structure, composition and morphology | |
| CN1614095A (zh) | 电解法制备超细金属氧化物 | |
| Pan et al. | Electrochemical separation of magnesium from solutions of magnesium and lithium chloride | |
| CN1294078C (zh) | 脉冲式电极法制备纳米石墨碳溶胶 | |
| CN1683594A (zh) | 超细金属氧化物的制备方法 | |
| CN101824625B (zh) | 一种从金属铋直接电解控制合成铋系纳米材料的方法 | |
| Aghazadeh et al. | Electrochemical preparation and characterization of brain-like nanostructures of Y2O3 | |
| CN102051630A (zh) | 一种电解法制备超细磷酸铁的方法 | |
| CN110804245A (zh) | 一种阻燃复合材料及其制备方法 | |
| CN103628124A (zh) | 碳酸钙晶须的低压直流电解制备方法 | |
| CN1373818A (zh) | 生产氢氧化镍的方法 | |
| CN106958027A (zh) | 电解制备纳米氧化锌的方法 | |
| CN103031567B (zh) | 一种电解制取金属钠的方法 | |
| CN111924938B (zh) | 一种去除卤水中钙离子并回收碳酸钙的电化学方法 | |
| CN109295471A (zh) | 一种采用牺牲阳极法制备铁铝水滑石的方法 | |
| CN114318367B (zh) | 一种高分散改性纳米氢氧化镁及其制备方法 | |
| CN111701603B (zh) | 一种电化学法制备卤氧化铋纳米片的方法 | |
| CN110644013A (zh) | 一种氧化铟及其前驱体的制备方法 | |
| JP2015182923A (ja) | 過酸化銀を含む銀酸化物メソ結晶及びその製造方法 | |
| CN102502785A (zh) | 一种具有六角薄片状结构的碱式硫酸锌纳米粉体的制备方法 | |
| CN102732902A (zh) | 一种导电金属氧化物纳米棒的制备方法 | |
| Pan et al. | A new method for direct synthesis of Li2CO3 powders by membrane electrolysis | |
| CN114016048B (zh) | 一种微纳米结构的Zn(OH)2和ZnO的可控制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |