專(zhuān)利名稱(chēng)：一種棒狀磷酸鋯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷酸鋯及其制備方法，特別是涉及一種棒狀磷酸鋯及其制備方法，所制得的棒狀磷酸鋯可應(yīng)用于催化、離子交換等領(lǐng)域，屬于無(wú)機(jī)材料及合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磷酸鋯具有較強(qiáng)的催化、吸附和離子交換性能，被廣泛地應(yīng)用于離子交換體，特別是作為載銀抗菌劑的載體。磷酸鋯主要有三種方法，一種是由Clea·rfield于1964年提出的回流法，該方法將八水氧氯化鋯溶于鹽酸中，加入磷酸及鹽酸混合液，反應(yīng)回流I 7天，合成過(guò)程中采用強(qiáng)酸條件，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。另一種是G. Alberti提出的直接沉淀法，或者叫氟配位法，該方法加入氫氟酸作為絡(luò)合劑，先與氧氯化鋯形成較為穩(wěn)定配位絡(luò)合物，然后再與磷酸反應(yīng)脫出氟離子生成磷酸鋯。為克服此傳統(tǒng)氟配位法制備磷酸鋯使用大量氫氟酸，反應(yīng)溫度高，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，條件苛刻的缺陷，有文獻(xiàn)提供了一種僅使用少量的氫氟酸和濃磷酸，反應(yīng)溫度較低，反應(yīng)時(shí)間較短的制備磷酸鋯的方法，文獻(xiàn)中公開(kāi)的方法具體為在Imol錯(cuò)鹽溶于水中，加入I 2mol氫氟酸和2 3mol磷酸,在60 90°C攪拌2 4小時(shí),制備得到片狀磷酸鋯。氫氟酸的弓I入加快了磷酸鋯的轉(zhuǎn)化速度，但是，強(qiáng)腐蝕性氫氟酸的使用，對(duì)要求設(shè)備具有高的耐腐蝕性，從而增加設(shè)備成本，且對(duì)生產(chǎn)人員及環(huán)境存在安全隱患。再一種是近年來(lái)受到研究工作者廣泛關(guān)注的水熱晶化法，該方法將鋯鹽濃磷酸等充分混合后，移入不銹鋼或聚四氟乙烯反應(yīng)釜中加熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度一般高于180°C，反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生高壓,對(duì)設(shè)備材質(zhì)及密封性等要求高,相對(duì)投資大,且生產(chǎn)周期也較長(zhǎng)。本發(fā)明為克服以上所述磷酸鋯現(xiàn)有制備技術(shù)中存在的缺陷，提供了一種溫和條件下的棒狀磷酸鋯制備方法首先使用乙二酸和乙二胺作為反應(yīng)促進(jìn)劑，合成過(guò)程僅使用少量的磷酸(磷酸與氧氯化鋯的摩爾比為1:1)，反應(yīng)溫度為20 40°C，接近室溫條件，且反應(yīng)時(shí)間短。此方法具有對(duì)設(shè)備要求低，生產(chǎn)周期短，可有效提高產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)磷酸鋯制備過(guò)程中使用大量濃磷酸或強(qiáng)腐蝕氫氟酸，反應(yīng)溫度高及反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等反應(yīng)條件苛刻的缺點(diǎn)，提出了使用乙二酸和乙二胺作為反應(yīng)促進(jìn)劑，磷酸用量較少，反應(yīng)溫度低，時(shí)間短等溫和條件下的一種磷酸鋯制備方法，本發(fā)明的特征還在于所制備的磷酸鋯為棒狀，可應(yīng)用于催化、離子交換等領(lǐng)域，特別是可作為抗菌劑載體。本發(fā)明提供一種棒狀磷酸鋯，其特征在于，棒狀磷酸鋯的直徑為0. 4 1. Oum，長(zhǎng)徑比為5 20。本發(fā)明提供一種棒狀磷酸鋯的制備方法，其特征在于，在去離子水中按順序加入八水氧氯化鋯、乙二酸、磷酸及乙二胺，攪拌反應(yīng)，經(jīng)過(guò)抽濾、洗滌、干燥后得到棒狀磷酸鋯。其中八水氧氯化鋯、乙二酸、磷酸、乙二胺摩爾比值為1: a :1 : b，其中a對(duì)應(yīng)乙二酸摩爾比值，值為3 5 ;b對(duì)應(yīng)乙二胺摩爾比值，值為3 5，a、b為整數(shù)，或非整數(shù)。反應(yīng)溫度為20 40°C，攪拌轉(zhuǎn)速為150 300rpm，反應(yīng)時(shí)間為3 8小時(shí)；干燥溫度為60 100°C。該制備方法工藝簡(jiǎn)單，所制備的棒狀磷酸鋯尺寸均勻，可應(yīng)用于催化、離子交換等領(lǐng)域，特別是可作為抗菌劑載體。


圖1實(shí)施例1所制備的磷酸鋯掃描電鏡照片；圖2實(shí)施例2所制備的磷酸鋯掃描電鏡照片；圖3對(duì)比例所制備的磷酸鋯掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式下面描述本發(fā)明的兩個(gè)具體實(shí)施例及對(duì)比例，但本發(fā)明的內(nèi)容不局限于此。 實(shí)施例1在350ml去離子水中按順序加入的16.1g八水氧氯化鋯、25. 2g乙二酸、4. 9g磷酸及13. 5g乙二胺，在30°C下攪拌反應(yīng)3h，攪拌速率250rpm，最后經(jīng)過(guò)抽濾、洗滌、80V干燥后得到棒狀磷酸鋯，如圖1，磷酸鋯直徑約為500nm，長(zhǎng)徑比約為15。實(shí)施例2在350ml去離子水中按順序加入的16.1g八水氧氯化鋯、25. 2g乙二酸、4. 9g磷酸及13. 5g乙二胺，在30°C下攪拌反應(yīng)6h，攪拌速率250rpm，最后經(jīng)過(guò)抽濾、洗滌、80V干燥后得到棒狀磷酸鋯，如圖2，磷酸鋯直徑約為750nm，長(zhǎng)徑比約為10。對(duì)比例在350ml去離子水中按順序加入的16.1g八水氧氯化鋯、12. 6g乙二酸、4. 9g磷酸及13. 5g乙二胺，在30°C下攪拌反應(yīng)3h，攪拌速率250rpm，最后經(jīng)過(guò)抽濾、洗滌、80V干燥后得到非棒狀磷酸鋯，如圖3，磷酸鋯長(zhǎng)約200nm，寬70nm。
權(quán)利要求
1.一種棒狀磷酸鋯，其特征在于，棒狀磷酸鋯的直徑為O. 4 1. Oum,長(zhǎng)徑比為5 20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種棒狀磷酸鋯的制備方法，其特征在于，在去離子水中按順序加入八水氧氯化鋯、乙二酸、磷酸及乙二胺，攪拌反應(yīng)，經(jīng)過(guò)抽濾、洗滌、干燥后得到棒狀憐酸錯(cuò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種棒狀磷酸鋯的制備方法，其特征在于，八水氧氯化鋯、乙二酸、磷酸、乙二胺摩爾比值為1: a :1 : b，其中a對(duì)應(yīng)乙二酸摩爾比值，值為3 5，b 對(duì)應(yīng)乙二胺摩爾比值，值為3 5，a、b為整數(shù)，或非整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種棒狀磷酸鋯的制備方法，其特征在于，反應(yīng)溫度為20 40°C，攪拌轉(zhuǎn)速為150 300rpm，反應(yīng)時(shí)間為3 8小時(shí)，干燥溫度為60 100°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種棒狀磷酸鋯及其制備方法。該棒狀磷酸鋯的直徑為0.4～1.0um，長(zhǎng)徑比為5～20，其制備方法具體如下在去離子水中按順序加入一定量的八水氧氯化鋯、乙二酸、磷酸及乙二胺，攪拌反應(yīng)后，抽濾、洗滌、干燥后得到棒狀磷酸鋯；其中，八水氧氯化鋯，乙二酸、磷酸、乙二胺的摩爾比為1∶a∶1∶b，中a對(duì)應(yīng)乙二酸摩爾比值，值為3～5；b對(duì)應(yīng)乙二胺摩爾比值，值為3～5，a、b為整數(shù)或非整數(shù)。該制備方法工藝簡(jiǎn)單，所制備的棒狀磷酸鋯尺寸均勻，可應(yīng)用于催化、離子交換等領(lǐng)域，特別是可作為抗菌劑載體。
文檔編號(hào)C01B25/37GK102992293SQ201110272640
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者洪月蓉, 趙斌, 陳超, 殷天惠, 何丹農(nóng) 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司