專利名稱：一種固體金屬醇鹽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體金屬醇鹽的制備方法，屬于金屬醇鹽制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬醇鹽，又稱為金屬烷氧基化合物或金屬酸酯，是被人們譽(yù)為填補(bǔ)了有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)之間的空白的廣義金屬有機(jī)化合物的一部分。金屬醇鹽是用金屬或金屬無(wú)機(jī)鹽和醇類發(fā)生反應(yīng)而制得的一系列通式為M(0R)n的化合物，其中M為化合價(jià)為η的金屬，R為烷基，根據(jù)參加反應(yīng)的醇類的不 同分別為甲、乙、丙、丁等烷基，金屬醇鹽特別容易和醇類、羥基化合物、水等親核試劑發(fā)生反應(yīng)，具有容易用蒸餾，重結(jié)晶技術(shù)提純，可溶于普通有機(jī)溶劑，易水解等特性。金屬醇鹽作為一類重要的化合物，在無(wú)機(jī)合成、有機(jī)合成、定向催化聚合、功能陶瓷及納米功能材料等方面的應(yīng)用已引起人們廣泛關(guān)注，尤其是近年來(lái)隨著溶膠凝膠技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及高性能陶瓷、電子及磁性材料對(duì)高純超細(xì)稀土氧化物需求量的不斷增長(zhǎng)，金屬醇鹽的研究和應(yīng)用受到人們的日益重視。合成金屬醇鹽的方法有直接反應(yīng)法和間接法。直接反應(yīng)法就是金屬與醇直接反應(yīng)生成金屬醇鹽，直接反應(yīng)法工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)物純度較高，較容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。但堿金屬、堿土金屬及鑭系元素等金屬性很強(qiáng)的元素與醇才可以與醇發(fā)生劇烈反應(yīng)(一般需要在保護(hù)氣氛下進(jìn)行)生成相應(yīng)的金屬醇鹽；金屬性稍弱的金屬如Be、Mg、Al、Y及某些稀土元素則需要有12、HgCl2等做催化劑才能與醇發(fā)生反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對(duì)金屬與醇直接反應(yīng)困難和需要使用有毒性催化劑的特點(diǎn)，提供一種反應(yīng)過(guò)程中不需添加12、HgCl2等有毒催化劑，且能快速高效反應(yīng)制備金屬醇鹽的方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種固體金屬醇鹽的制備方法，該方法的步驟包括I)將金屬燃料與催化劑進(jìn)行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物在球磨機(jī)中進(jìn)行研磨復(fù)合，得到高活性醇反應(yīng)金屬材料；3)將步驟2)得到的高活性醇反應(yīng)金屬材料加入到醇溶劑中，常溫或加熱條件下，高活性醇反應(yīng)金屬材料和醇溶劑發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，蒸餾、真空干燥，得到固體金屬醇鹽；上述步驟I)中的金屬燃料和催化劑的總質(zhì)量為100%，其中，各部分的質(zhì)量含量為金屬燃料80% 99. 8%催化劑O. 02% 20%
上述步驟I)中的金屬燃料為鎂粉、鋁粉、鈣粉、鋇粉、鑭粉、鈰粉中的一種或其混合物；上述步驟I)中的催化劑為氯化鉀、氯化鈉、氯化鐵、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鈷、氯化鎳、氯化銅、氯化鋅、氯化硅、氯化鈦、氯化鉍、氯化銀、氯化鋯、氯化鑰、氯化鉬、工業(yè)鹽或鈷、鎳、鐵、鉍、鑰金屬或金屬不同價(jià)態(tài)氧化物中的一種或其混合物；上述步驟2)中球磨機(jī) 的設(shè)定參數(shù)包括球料比、球磨轉(zhuǎn)速、循環(huán)次數(shù)、球磨時(shí)間；上述步驟3)中醇溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇中的一種或其混合物；上述步驟3)中蒸餾出的醇溶液回收再利用。有益效果本發(fā)明采用高能球磨法制備高活性的醇反應(yīng)金屬材料，該活性材料能夠與醇快速發(fā)生反應(yīng)并生成金屬醇鹽；該發(fā)明克服了直接反應(yīng)法制備醇鹽需要添加I2、HgCl2等有毒催化劑的缺點(diǎn)，具有工藝簡(jiǎn)單，活性材料反應(yīng)效率高，可多種金屬搭配制備復(fù)合金屬醇鹽；本發(fā)明的方法效率高，工藝簡(jiǎn)單，得到的金屬醇鹽純度高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例II)將IOOg鎂粉、Ig氯化鈷進(jìn)行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機(jī)中進(jìn)行研磨復(fù)合，得到高活性醇反應(yīng)鎂粉，球磨機(jī)采用60次球磨轉(zhuǎn)速循環(huán)工藝，球磨機(jī)的球料比為10:1，球磨時(shí)間為60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應(yīng)鎂粉加入到250ml的反應(yīng)器中，而后在反應(yīng)器中注入50ml甲醇，室溫下反應(yīng)開(kāi)始，60min后反應(yīng)停止；通過(guò)減壓蒸餾法將過(guò)量的甲醇進(jìn)行回收，而后真空干燥得到固體甲醇鎂，真空干燥溫度為50°C。通過(guò)滴定分析方法測(cè)試出得到的甲醇鎂的純度為98. 1%。實(shí)施例2I)將IOOg鎂粉、Ig氯化鈷進(jìn)行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機(jī)中進(jìn)行研磨復(fù)合，得到高活性醇反應(yīng)鎂粉，球磨機(jī)采用60次球磨轉(zhuǎn)速循環(huán)工藝，球磨機(jī)的球料比為10:1，球磨時(shí)間為60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應(yīng)鎂粉加入到250ml的反應(yīng)器中，而后在反應(yīng)器中注入50ml乙醇，室溫下反應(yīng)開(kāi)始，120min后反應(yīng)停止；通過(guò)減壓蒸餾法將過(guò)量的乙醇進(jìn)行回收，而后真空干燥得到固體乙醇鎂，真空干燥溫度為50°C。通過(guò)滴定分析方法測(cè)試出得到的甲醇鎂的純度為98. 9%。實(shí)施例3I)將IOOg鎂粉、Ig氯化鈷進(jìn)行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機(jī)中進(jìn)行研磨復(fù)合，得到高活性醇反應(yīng)鎂粉，球磨機(jī)采用60次球磨轉(zhuǎn)速循環(huán)工藝，球磨機(jī)的球料比為10:1，球磨時(shí)間為60min ；
3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應(yīng)鎂粉加入到250ml的反應(yīng)器中，而后在反應(yīng)器中注50ml丙醇，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行加熱到70°C，245min后反應(yīng)停止；通過(guò)減壓蒸餾法將過(guò)量的丙醇進(jìn)行回收，而后真空干燥得到固體丙醇鎂，真空干燥溫度為70°C。通過(guò)滴定分析方法測(cè)試出得到的丙醇鎂的純度為99. 3%。實(shí)施例4I)將IOOg鋁粉、2g氯化鈉、3g鉍粉進(jìn)行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機(jī)中進(jìn)行研磨復(fù)合，得到高活性醇反應(yīng)鎂粉，球磨機(jī)采用60次球磨轉(zhuǎn)速循環(huán)工藝，球磨機(jī)的球料比為10:1，球磨時(shí)間為60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應(yīng)鋁粉加入到250ml的反應(yīng)器中，而后在反應(yīng)器中注50ml異丙醇，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行加熱到75°C后開(kāi)始反應(yīng)，300min后反應(yīng)停止；通過(guò)減壓 蒸餾法將過(guò)量的異丙醇進(jìn)行回收，而后真空干燥得到固體異丙醇鋁，真空干燥溫度為70°C。通過(guò)滴定分析方法測(cè)試出得到的異丙醇鋁的純度為99%。實(shí)施例5I)將50g鋁粉、50g鎂粉、2g氯化鈷、Ig鉍粉進(jìn)行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機(jī)中進(jìn)行研磨復(fù)合，得到高活性醇反應(yīng)合金粉，球磨機(jī)采用60次球磨轉(zhuǎn)速循環(huán)工藝，球磨機(jī)的球料比為10:1，球磨時(shí)間為 60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應(yīng)合金粉加入到250ml的反應(yīng)器中，而后在反應(yīng)器中注IOOml乙醇,常溫下反應(yīng)開(kāi)始，120min后反應(yīng)停止；通過(guò)減壓蒸懼法將過(guò)量的乙醇進(jìn)行回收，而后真空干燥得到固體乙醇鎂鋁，真空干燥溫度為70°C。通過(guò)反應(yīng)效率計(jì)算和滴定分析相結(jié)合的方法得出制備的異丙醇鎂鋁的純度為98. 5%。實(shí)施例6I)將50g鋁粉、50g鎂粉、2g氯化鈷、Ig鉍粉進(jìn)行混合，得到混合物；2)將步驟I)得到的混合物和研磨球一起放入到球磨機(jī)中進(jìn)行研磨復(fù)合，得到高活性醇反應(yīng)合金粉，球磨機(jī)采用60次球磨轉(zhuǎn)速循環(huán)工藝，球磨機(jī)的球料比為10:1，球磨時(shí)間為 60min ；3)稱取2g步驟2)得到的高活性醇反應(yīng)合金粉加入到250ml的反應(yīng)器中，而后在反應(yīng)器中注IOOml丙醇,對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行加熱到75°C后開(kāi)始反應(yīng),240min后反應(yīng)停止；通過(guò)減壓蒸餾法將過(guò)量的丙醇進(jìn)行回收，而后真空干燥得到固體丙醇鎂鋁，真空干燥溫度為70°C。通過(guò)反應(yīng)效率計(jì)算和滴定分析相結(jié)合的方法得出制備的異丙醇鎂鋁的純度為98%。
權(quán)利要求
1.一種固體金屬醇鹽的制備方法，其特征在于該方法的步驟包括 1)將金屬燃料和無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行混合，得到混合物； 2)將步驟I)得到的混合物在 球磨機(jī)中進(jìn)行研磨復(fù)合，得到高活性醇反應(yīng)金屬材料； 3)在步驟2)得到的高活性醇反應(yīng)金屬材料中加入醇溶劑，常溫或加熱條件下，高活性醇反應(yīng)金屬材料和醇溶劑發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，蒸餾、真空干燥，得到固體金屬醇鹽； 上述步驟I)中的金屬燃料和無(wú)機(jī)鹽的總質(zhì)量為100%，其中，各部分的質(zhì)量含量為 金屬燃料809Γ99. 8% 無(wú)機(jī)鹽O. 02% 20% ； 上述步驟I)中的金屬燃料為鎂粉、鋁粉、鈣粉、鋇粉、鑭粉、鈰粉中的一種或其混合物； 上述步驟I)中的無(wú)機(jī)鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化鐵、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鈷、氯化鎳、氯化銅、氯化鋅、氯化硅、氯化鈦、氯化鉍、氯化銀、氯化鋯、氯化鑰、氯化鉬或工業(yè)鹽中的一種或其混合物； 上述步驟3)中醇溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇中的一種或其混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固體金屬醇鹽的制備方法，其特征在于步驟I)中在金屬燃料和無(wú)機(jī)鹽中還可以加入催化劑，加入催化劑時(shí)，以金屬燃料、催化劑和無(wú)機(jī)鹽的總質(zhì)量為100%,其中，各部分的質(zhì)量含量為 金屬燃料809Γ99. 8% 催化劑0.01% 10% 無(wú)機(jī)鹽O. 01% 10% ； 加入的催化劑為下列金屬或下列金屬不同價(jià)態(tài)氧化物中的一種或混合物鈷、鎳、鐵、秘、鑰。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固體金屬醇鹽的制備方法，其特征在于步驟2)中球磨機(jī)的設(shè)定參數(shù)包括球料比、球磨轉(zhuǎn)速、循環(huán)次數(shù)、球磨時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固體金屬醇鹽的制備方法，其特征在于步驟3)中蒸餾出的醇溶液回收再利用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固體金屬醇鹽的制備方法，屬于金屬醇鹽制備技術(shù)領(lǐng)域。將金屬燃料和無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行混合，得到混合物；將得到的混合物在球磨機(jī)中進(jìn)行研磨復(fù)合，得到高活性醇反應(yīng)金屬材料；在得到的高活性醇反應(yīng)金屬材料中加入醇溶劑，常溫或加熱條件下，高活性醇反應(yīng)金屬材料和醇溶劑發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，蒸餾、真空干燥，得到固體金屬醇鹽。本發(fā)明采用高能球磨法制備高活性的醇反應(yīng)金屬材料，該活性材料能夠與醇快速發(fā)生反應(yīng)并生成金屬醇鹽；本發(fā)明的方法效率高，工藝簡(jiǎn)單，得到的金屬醇鹽純度高。
文檔編號(hào)C07C31/28GK102898279SQ20121039863
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者鄒美帥, 黃海濤, 郭曉燕, 楊榮杰, 黃鵬 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)