一種制備雙碳酸氫根四氨合鉑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合成雙碳酸氫根四氨合鉑的方法，屬于化學(xué)化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]負(fù)載型鉑催化劑是一類重要的多相反應(yīng)催化劑，廣泛應(yīng)用于石油化工、醫(yī)藥化工、汽車尾氣和環(huán)境治理等各個領(lǐng)域。目前制備鉑負(fù)載型催化劑的主要方法為浸漬法，即將載體(如活性氧化鋁、氧化硅、活性炭等)浸泡在含有鉑前驅(qū)體化合物的浸漬液中，然后瀝干、干燥，最后焙燒并通氫氣還原活化，獲得工業(yè)應(yīng)用的負(fù)載型鉑催化劑。目前常用的鉑前驅(qū)體化合物主要為氯化物(如氯鉑酸、氯亞鉑酸及其鹽)和硝酸鹽(如硝酸鉑)。然而，已有研究表明:氯離子會顯著降低鈾催化劑的耐高溫性能和使用壽命(Tillaart J.A.A.,et.al，Apllied Catalysis,B:Environmental,1996,10,53-68；Kim S.K.,et.al,IncLEng.Chern.Res.,2002,41,1967-1972;張愛敏，劉奎，楊冬霞等，貴金屬，2003，24(3):17-21)。此外，硝酸鹽不溶于水只溶于硝酸且在較高濃度的硝酸介質(zhì)中穩(wěn)定，浸漬負(fù)載過程中，較高濃度的硝酸會破壞載體如活性氧化鋁的表面結(jié)構(gòu)，影響負(fù)載效果和催化活性。同時，對于某些鉑催化劑，如汽車尾氣凈化催化劑，在制備過程中，使用硝酸鹽前驅(qū)體，在催化劑中會有殘留的硝酸根，而殘留的硝酸根與在汽車行駛中產(chǎn)生的水氣相互作用，形成硝酸，腐蝕尾氣凈化器的機殼，降低尾氣凈化器使用年限。為此，現(xiàn)在歐5標(biāo)準(zhǔn)的汽車尾氣凈化催化劑要求硝酸根控制在500ppm內(nèi)。
[0003]隨著對負(fù)載型催化劑前驅(qū)體的要求提高，四氨合鉑(II)類化合物，如硝酸四氨合鉑、醋酸四氨合鉑、雙碳酸氫根四氨合鉑等，逐漸成為一類重要的鉑前驅(qū)體化合物。其中，雙碳酸氫根四氨合鉑不僅可以直接作為前驅(qū)體化合物使用，還可以作為生產(chǎn)其它四氨合鉑化合物的原料，因此，方便、快捷地生產(chǎn)雙碳酸氫根四氨合鉑就顯得尤為重要。目前雙碳酸氫根四氨合鉑常規(guī)的合成方法是利用雙碳酸氫根四氨合鉑的溶解度較低，以二氯四氨合鉑和碳酸氫銨來反應(yīng)制備雙碳酸氫根四氨合鉑。然而，二氯四氨合鉑不是常規(guī)的鉑化合物，它一般需要以鉑的氯化物作為起始原料，同時，用這種方法制備的雙碳酸氫根四氨合鉑中氯離子含量容易超標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決常規(guī)合成雙碳酸氫根四氨合鉑的過程中原料不易得和氯離子含量的控制問題，提供一種方便簡單、快捷有效的制備方法，同時不會額外增加經(jīng)濟成本，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的合成方法，其特征在于包含:
[0006](I)將氯亞鉑酸鉀或者氯亞鉑酸銨加適量去離子水，攪拌并加熱至沸，再將濃氨水用去離子水稀釋后，加熱至沸，在劇烈攪拌下，將此溶液緩慢加入到上述鉑鹽溶液中，加入完畢后加熱至溶液為無色，此過程中不產(chǎn)生馬格魯氏鹽，氯亞鉑酸鉀或者氯亞鉑酸銨直接轉(zhuǎn)化為二氯四氨合鉑；
[0007](2)將上述無色溶液，濃縮至一定體積后，加入碳酸氫銨或者碳酸氫鉀，攪拌，立即析出白色沉淀，過濾，得雙碳酸氫根四氨合鉑粗產(chǎn)物；
[0008](3)將粗產(chǎn)物加適量去離子水，攪拌，加入硝酸溶液，加熱至沸，冷卻，加入碳酸氫銨或者碳酸氫鉀，析出沉淀，過濾，干燥，得白色雙碳酸氫根四氨合鉑。
[0009]本發(fā)明的更具體的合成方法，其特征在于包含:
[0010](I)將氯亞鉑酸鉀或者氯亞鉑酸銨，加入其質(zhì)量10?30倍的去離子水，在攪拌下加熱至沸，待完全溶解后，保持微沸狀態(tài)，待用；另取同樣體積的濃氨水，用去離子水稀釋一倍后，加熱至沸，在劇烈攪拌下，將氨溶液緩慢加入到上述鉑鹽溶液中，加入完畢后繼續(xù)加熱直至溶液為無色，此過程中不產(chǎn)生馬格魯氏鹽，氯亞鉑酸鉀或者氯亞鉑酸銨直接轉(zhuǎn)化為二氯四氨合鉑；
[0011](2)將上述無色溶液，濃縮至原體積的1/6?1/15，冷卻，加入按化學(xué)計量比過量
0.1?I倍的碳酸氫銨或者碳酸氫鉀，充分?jǐn)嚢?，立即析出白色沉淀，靜置30分鐘后過濾，得雙碳酸氫根四氨合鉑粗產(chǎn)物；
[0012](3)將粗產(chǎn)物加入其質(zhì)量3?10倍的去離子水，攪拌，加入硝酸溶液調(diào)節(jié)pH值在3?7之間，加熱至沸，冷卻，加入按化學(xué)計量比過量0.1?I倍的碳酸氫銨或者碳酸氫鉀，立即析出沉淀，靜置30分鐘后過濾，低溫干燥，得白色雙碳酸氫根四氨合鉑。
[0013]本發(fā)明所用的硝酸溶液可以根據(jù)實際需要配制適當(dāng)濃度。
[0014]本發(fā)明所用的濃氨水為市售商品，氨的質(zhì)量濃度一般在28%左右。
[0015]本發(fā)明的特點:
[0016](I)以常見的鉑氯化物氯亞鉑酸鉀或者氯亞鉑酸銨為原料，通過控制反應(yīng)條件，直接將其轉(zhuǎn)化為二氯四氨合鉑，相比常規(guī)方法中通過馬格魯氏鹽轉(zhuǎn)化為二氯四氨合鉑的過程，該方法可以節(jié)約大量時間成本；
[0017](2)通過將雙碳酸氫根四氨合鉑粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為硝酸四氨合鉑，再用碳酸氫鹽重新將其轉(zhuǎn)化為雙碳酸氫根四氨合鉑，有效地除去了產(chǎn)物中殘留的氯離子，產(chǎn)物中氯離子含量小于 I OOppm ο
【具體實施方式】
[0018]實施例1
[0019]稱取10.0克氯亞鉑酸鉀，加入200毫升的去離子水，在攪拌下加熱至沸，待完全溶解后，保持微沸狀態(tài)，待用；另取200毫升的濃氨水，用200毫升的去離子水稀釋一倍后，加熱至沸，在劇烈攪拌下，緩慢將氨溶液加入到上述鉑鹽溶液中，加入完畢后繼續(xù)加熱30分鐘，溶液轉(zhuǎn)為無色，減壓濃縮至溶液體積約為60毫升，冷卻，加入8.0克碳酸氫銨，立即析出白色沉淀，充分?jǐn)嚢鐸小時，再靜置30分鐘后過濾，得白色粗產(chǎn)物。將此粗產(chǎn)物加入到50毫升去離子水中，攪拌下滴加10%的硝酸溶液，至pH=6，加熱至沸，冷卻，再加入8.0克碳酸氫銨，充分?jǐn)嚢鐸小時，靜置30分鐘，過濾，用少量冰水洗滌2次，真空干燥，得白色雙碳酸氫根四氨合鉑8.5克，產(chǎn)率91.6%。氯含量為81ppm;元素分析:測定值C 6.1%,H 3.3%,N 14.4%,Pt50.7%與理論值C 6.24% ,H 3.40% ,N 14.54% ,Pt 50.64%—致。
[0020]實施例2
[0021]稱取100.0克氯亞鉑酸鉀，加入1500毫升的去離子水，在攪拌下加熱至沸，待完全溶解后，保持微沸狀態(tài)，待用；另取1500毫升的濃氨水，用1500毫升的去離子水稀釋一倍后，加熱至沸，在劇烈攪拌下，緩慢將氨溶液加入到上述鉑鹽溶液中，加入完畢后繼續(xù)加熱30分鐘，溶液轉(zhuǎn)為無色，減壓濃縮至溶液體積約為500毫升，冷卻，加入100克碳酸氫鉀，充分?jǐn)嚢?，立即析出白色沉淀，靜置30分鐘后過濾，得白色粗產(chǎn)物。將此粗產(chǎn)物加入到500毫升去離子水中，攪拌下滴加20 %的硝酸溶液，至pH=6，加熱至沸，冷卻至室溫，再加入100克碳酸氫鉀，充分?jǐn)嚢鐸小時，靜置30分鐘，過濾，用少量冰水洗滌2次，低溫干燥，得白色雙碳酸氫根四氨合鉑86.2克，產(chǎn)率92.9%。氯含量為87ppm;元素分析:測定值C 6.2% ,H 3.3% ,N14.3% ,Pt 50.6%與理論值C 6.24% ,H 3.40% ,N 14.54% ,Pt 50.64%—致。
[0022]實施例3
[0023]稱取10.0克氯亞鉑酸銨，加入300毫升的去離子水，在攪拌下加熱至沸，待完全溶解后，保持微沸狀態(tài)，待用；另取300毫升的濃氨水，用300毫升的去離子水稀釋一倍后，加熱至沸，在劇烈攪拌下，緩慢將氨溶液加入到上述鉑鹽溶液中，加入完畢后繼續(xù)加熱30分鐘，溶液轉(zhuǎn)為無色，減壓濃縮至溶液體積約為60毫升，冷卻，加入7.0克碳酸氫銨，充分?jǐn)嚢?，立即析出白色沉淀，靜置30分鐘后過濾，得白色粗產(chǎn)物。將此粗產(chǎn)物加入到50毫升去離子水中，攪拌下滴加15 %的硝酸溶液，至pH = 5，加熱至沸，冷卻，再加入9.0克碳酸氫銨，充分?jǐn)嚢鐸小時，靜置30分鐘，過濾，用少量冰水洗滌2次，真空干燥，得白色雙碳酸氫根四氨合鉑9.6克，產(chǎn)率92.8%。氯含量為90ppm;元素分析:測定值C 6.2% ,H 3.3% ,N 14.3% ,Pt50.5%與理論值C 6.24% ,H 3.40% ,N 14.54% ,Pt 50.64%—致。
【主權(quán)項】
1.一種制備雙碳酸氫根四氨合鉑的方法，其特征在于包含以下三個步驟: (1)將氯亞鉑酸鉀或者氯亞鉑酸銨加適量去離子水，攪拌并加熱至沸，再將濃氨水用去離子水稀釋后，加熱至沸，在劇烈攪拌下，將此溶液緩慢加入到上述鉑鹽溶液中，加入完畢后繼續(xù)加熱溶液至無色； (2)將上述無色溶液，濃縮至一定體積后，加入碳酸氫銨或者碳酸氫鉀，攪拌，析出白色沉淀，過濾，得雙碳酸氫根四氨合鉑粗產(chǎn)物； (3)將粗產(chǎn)物加適量去離子水，攪拌，加入硝酸溶液，加熱至沸，冷卻，加入碳酸氫銨或者碳酸氫鉀，攪拌，析出沉淀，過濾，干燥，得白色雙碳酸氫根四氨合鉑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備雙碳酸氫根四氨合鉑的方法，其特征在于以常見的鉑氯化物氯亞鉑酸鉀或者氯亞鉑酸銨為原料，通過控制反應(yīng)條件，不經(jīng)過馬格魯氏鹽的步驟而直接將其轉(zhuǎn)化為二氯四氨合鉑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備雙碳酸氫根四氨合鉑的方法，其特征在于將雙碳酸氫根四氨合鉑粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為硝酸四氨合鉑，再用碳酸氫鹽重新將其轉(zhuǎn)化為雙碳酸氫根四氨合鉑，有效地除去了產(chǎn)物中殘留的氯離子。4.一種制備雙碳酸氫根四氨合鉑的方法，其特征在于包含以下步驟: 稱取10.0克氯亞鉑酸鉀，加入200毫升的去離子水，在攪拌下加熱至沸，待完全溶解后，保持微沸狀態(tài)，待用；另取200毫升的濃氨水，用200毫升的去離子水稀釋一倍后，加熱至沸，在劇烈攪拌下，緩慢將氨溶液加入到上述鉑鹽溶液中，加入完畢后繼續(xù)加熱30分鐘，溶液轉(zhuǎn)為無色，減壓濃縮至溶液體積約為60毫升，冷卻，加入8.0克碳酸氫銨，立即析出白色沉淀，充分?jǐn)嚢鐸小時，再靜置30分鐘后過濾，得白色粗產(chǎn)物，將此粗產(chǎn)物加入到50毫升去離子水中，攪拌下滴加10 %的硝酸溶液，至pH = 6，加熱至沸，冷卻，再加入8.0克碳酸氫銨，充分?jǐn)嚢?小時，靜置30分鐘，過濾，用少量冰水洗滌2次，真空干燥，得白色雙碳酸氫根四氨合鉑.8.5 克。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備雙碳酸氫根四氨合鉑的方法，具體步驟為：(1)將氯亞鉑酸鉀或者氯亞鉑酸銨加適量去離子水，攪拌并加熱至沸，再將濃氨水溶液緩慢加入到上述鉑鹽溶液中；(2)將上述無色溶液，加入碳酸氫銨或者碳酸氫鉀，得雙碳酸氫根四氨合鉑粗產(chǎn)物；(3)將粗產(chǎn)物加適量去離子水，攪拌，加入硝酸溶液，加熱至沸，冷卻，加入碳酸氫銨或者碳酸氫鉀，攪拌，析出沉淀，得白色雙碳酸氫根四氨合鉑。該方法中氯亞鉑酸鉀或者氯亞鉑酸銨不需要通過馬格魯氏鹽的步驟而直接轉(zhuǎn)化為二氯四氨合鉑，可以節(jié)約大量時間成本；同時，該方法可以有效地將雙碳酸氫根四氨合鉑中氯離子含量控制在100ppm以內(nèi)。該法操作方便簡單，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C01G55/00
【公開號】CN105540685
【申請?zhí)枴緾N201610044357
【發(fā)明人】葉青松, 劉偉平, 余娟, 常橋穩(wěn), 姜婧, 晏彩先, 李 杰
【申請人】昆明貴金屬研究所
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月22日