專利名稱：一種二氧化鍺粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機(jī)催化劑的制備，特別涉及一種二氧化鍺(GeO2)粉的制備方法。
背景技術(shù)：
原先GeO2粉主要用于還原Ge金屬，因此對(duì)其顆粒度未提出特殊的要求。采用現(xiàn)有工藝生產(chǎn)的GeO2粉顆粒較大，一般在30μm左右。由于在水解過程中采用攪拌槳攪拌，攪拌不充分往往導(dǎo)致水解過程難以完全進(jìn)行，少量的GeCl4包裹在GeO2粉中，同時(shí)，水解產(chǎn)生的GeO2粉會(huì)出現(xiàn)團(tuán)聚、黏結(jié)生長現(xiàn)象。激光粒度分析儀測得所得的GeO2粉顆粒在30μm左右，＜10μm顆粒在30％左右。
隨著社會(huì)的發(fā)展，GeO2的催化性能得到了快速的應(yīng)用，可用于催化生產(chǎn)聚酯纖維(PET)、飲料用食物器皿的聚酯樹脂、彩色電影膠卷，還可用作紡織工業(yè)的漂白催化劑；此外， GeO2與其它物質(zhì)共同構(gòu)成催化劑，如適量GeO2能有效提高TiO2納米粒子的光催化活性，在石油化工上碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化、氫化、去氫、汽油餾分的調(diào)整用到的催化劑中也含有GeO2成分。目前，用作催化劑GeO2的量占用其總用量20％以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種二氧化鍺粉的制備方法，以顯著降低GeO2的顆粒度，增加其比表面積，充分發(fā)揮其催化作用。
本發(fā)明提供一種小粒徑GeO2粉的制備方法，包括以下步驟將高純(≥99.99％)GeCl4液體，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶5～9比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為30ml/min～150ml/min；攪拌速度為500轉(zhuǎn)/min～1400轉(zhuǎn)/min；反應(yīng)溫度為0℃～15℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/min～1000轉(zhuǎn)/min；下料后攪拌的同時(shí)采用超聲波振蕩，振蕩頻率為40KHz，振蕩功率50～100W；攪拌時(shí)間為15min～30min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)150℃～180℃烘干8h～12h后，即可得到GeO2粉末。
如前所述的高純GeCl4液體是指純度≥99.99％的GeCl4，其中電子級(jí)去離子水的電阻大于10MΩ。
所得產(chǎn)物采用激光粒度儀測量，分析結(jié)果如下D10＝1.92μm，D50＝5.03μm，D90＝11.86μm，＜10.00μm累積＝85.42％，s/v＝16750.73cm2/cm3，Dav＝6.21μm。
本發(fā)明的有益效果在于(1)本發(fā)明是對(duì)工業(yè)GeCl4溶液水解制取GeO2粉工藝的改進(jìn)，容易實(shí)現(xiàn)；(2)制備出的GeO2粉顆粒細(xì)小，采用激光粒度儀測量其顆粒大小的分布曲線，測得其中心粒徑的大小為5μm～12μm；＜10μm的顆粒在90％左右；(3)在本發(fā)明的條件下，GeCl4水解過程中因采用超聲波攪拌，使攪拌更充分，可縮短水解時(shí)間，有效地避免GeO2粉團(tuán)聚、黏結(jié)生長現(xiàn)象；(4)促進(jìn)GeCl4水解反應(yīng)的快速進(jìn)行，降低未水解GeCl4的含量，有利于提高GeO2粉的純度。


圖1是使用現(xiàn)有工藝技術(shù)制備的GeO2粉末SEM形貌圖2是使用現(xiàn)有工藝技術(shù)制備的GeO2粉末顆粒的分布曲線圖3是使用本發(fā)明的技術(shù)制備的GeO2粉末SEM形貌圖4是使用本發(fā)明的技術(shù)制備的GeO2粉末顆粒的分布曲線具體實(shí)施方式
選用不同的GeCl4溶液水解制取GeO2粉工藝進(jìn)行操作，具體實(shí)施實(shí)例如下實(shí)施例1將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶9比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為30ml/min；攪拌速度1000轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在10℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為800轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率100W，時(shí)間為20min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)180℃烘干8h后，即可得到中心粒徑為5μm的GeO2粉末。
實(shí)施例2將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶7比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為30ml/min；攪拌速度1000轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在10℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為800轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率50W，時(shí)間為30min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)180℃烘干8h后，即可得到中心粒徑為6μm的GeO2粉末。
實(shí)施例3將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶7.5比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為50ml/min；攪拌速度1000轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在5℃；下料后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為700轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率80W，時(shí)間為20min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)180℃烘干8h后，即可得到中心粒徑為6μm的GeO2粉末。
實(shí)施例4將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶7比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為70ml/min；攪拌速度1000轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在1℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為700轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率100W，時(shí)間為20min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)150℃烘干12h后，即可得到中心粒徑為6.5μm的GeO2粉末。
實(shí)施例5將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶7比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為100ml/min；攪拌速度800轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在15℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為700轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率80W，時(shí)間為20min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)180℃烘干8h后，即可得到中心粒徑為8μm的GeO2粉末。
實(shí)施例6將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶7比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為100ml/min；攪拌速度1000轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在14℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為700轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率50W，時(shí)間為30min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)180℃烘干8h后，即可得到中心粒徑為8.5μm的GeO2粉末。
實(shí)施例7將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶6.5比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為150ml/min；攪拌速度1000轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在15℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為700轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率100W，時(shí)間為20min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)150℃烘干12h后，即可得到中心粒徑為10μm的GeO2粉末。
實(shí)施例8將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶7比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為140ml/min；攪拌速度700轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在15℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為600轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率50W，時(shí)間為20min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)150℃烘干12h后，即可得到中心粒徑為12μm的GeO2粉末。
實(shí)施例9將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶5比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為30ml/min；攪拌速度1000轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在5℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為800轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率100W，時(shí)間為20min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)180℃烘干8h后，即可得到中心粒徑為12μm的GeO2粉末。
實(shí)施例10將高純GeCl4溶液，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶9比例緩慢加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為50ml/min；攪拌速度1000轉(zhuǎn)/min；用-10℃的冰鹽水循環(huán)冷卻將水解過程溫度控制在12℃；下料后，攪拌槳繼續(xù)攪拌，攪拌速度為700轉(zhuǎn)/min，超聲波振蕩頻率為40KHz，振蕩功率80W，時(shí)間為20min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的GeO2顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)180℃烘干8h后，即可得到中心粒徑為6μm的GeO2粉末。
權(quán)利要求
1.一種二氧化鍺粉的制備方法，其特征為包括以下步驟將GeCl4液體，按體積比GeCl4∶H2O＝1∶5～9比例加入到電子級(jí)去離子水中水解，邊攪拌邊加料，加料速度為30ml/min～150ml/min；反應(yīng)溫度為0℃～15℃；下料完畢后，攪拌槳繼續(xù)攪拌；下料后攪拌的同時(shí)采用超聲波振蕩，振蕩頻率為40KHz，振蕩功率50～100W；攪拌時(shí)間為15min～30min；用電子級(jí)去離子水對(duì)攪拌過程中析出的二氧化鍺顆粒進(jìn)行水洗，經(jīng)150℃～180℃烘干后，即可得到二氧化鍺粉末。
2.如權(quán)利要求1所述一種二氧化鍺粉的制備方法，其特征為GeCl4∶H2O＝1∶6.5～7.5體積比。
3.如權(quán)利要求1所述一種二氧化鍺粉的制備方法，其特征為加料速度為100ml/min～130ml/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小粒徑GeO
文檔編號(hào)B01J23/14GK101066777SQ20071002358
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者方峰, 蔣建清, 邵起越, 董巖, 涂益友, 夏蘭 申請(qǐng)人:東南大學(xué)