專利名稱：一種高純度無水氯化鋅的提純方法
一種高純度無水氯化鋅的提純方法技術領域
本發明屬于金屬化合物制造領域，具體涉及一種高純度無水氯化鋅的提純方法。
技術背景
無水氯化鋅是一種白色六方晶體或粉體，易溶于水、乙醇，能溶于乙醚、丙酮、甘油和胺類溶劑，極易潮解。無水氯化鋅是一種重要的化工原料或化學試劑，可用作有機合成的脫水劑，縮合劑和催化劑；制造泡沫滅火劑和氧化鋅顏料；還可用作棉纖維的助溶劑，分析化學試劑和焊藥；此外，高純度的無水氯化鋅(純度99. 995% )也可作為半導體工業中的原料，用于生長含鋅半導體晶體，具有廣闊的應用前景。
目前報道的無水氯化鋅的制備方法主要是將含結晶水的氯化鋅在干燥的HCl氣氛中脫水，干燥氯化鋅于421脫水，再在1071升華得到了高純度的無水氯化鋅[SiCl2/ TMAC離子液體中電鍍鋅的研究，《有色金屬(冶煉部分)》，2010年4期，pl2-15]；或者在HCl氣氛下高溫熱處理金屬鋅[北京師范大學，華中師范大學，南京師范大學無機化學教研室編，無機化學(2003年1月第四版)，高等教育出版社，p724]；或在高溫下采用專門設備和復雜的條件將氯化鋅蒸發[中國發明專利一種高純無水氯化鋅的制備方法，申請公布號CN101875504A ；中國發明專利一種高純無水氯化鋅的反應裝置，申請公布號 〇附01875503々；賈會珍，張萍，李媛，韓明會，石家莊學院學報，2006，8(3) :p22_24]。目前未見到高純度無水氯化鋅(純度99. 99% )提純的文獻報道。但有純度達到98%的無水氯化鋅制備的文獻報道。
高純度氯化鋅極易潮解，吸潮后的氯化鋅可以含不確定的水分子，化學式可寫作 ZnCl2 ·ηΗ20 (n = 1或1. 5或2. 5或3或4)，如果將溶液蒸干，由于氯化鋅易于水解，只能得到堿式氯化鋅而得不到無水氯化鋅。因此，已有的無水氯化鋅提純方法均采用先脫水再蒸發純化的工藝路線，具有較高的成本和復雜的工藝過程。發明內容
要解決的技術問題
為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種高純度無水氯化鋅的提純方法， 克服現有技術中存在的高成本等問題。
技術方案
一種高純度的無水氯化鋅的提純制備方法，其特征在于步驟如下
步驟1 在室溫下配制氯化鋅的飽和溶液和氯化銨飽和溶液
將分析純的帶結晶水的SiCl2 · IiH2O溶于去離子水中，用磁力攪拌器攪拌，制得氯化鋅的飽和溶液；所述SiCl2 · ηΗ20, η = 1或1.5或2. 5或3或4;
將分析純的氯化銨溶于去離子水中，攪拌，制得氯化銨的飽和溶液；
步驟2 在室溫下，將步驟1得到的氯化鋅的飽和溶液和氯化銨的飽和溶液進行混合得到混合溶液；所述的混合溶液的物質的量比例為1. 0 1. 0 3. 0 ；
步驟3 將混合溶液置于陶瓷坩堝中，以5°C /min升溫速率至80°C并保持，待溶液表面有晶膜出現時停止加熱，溶液自然冷卻至室溫；再放置0. 3 1. 5小時后，過濾出晶體后，在60 80°C下干燥，獲得固態化合物Si(NH4)3Cl5 ；
步驟4:將固態化合物Si(NH4)3Cl5置于清洗的石英坩堝中，石英管與石英坩堝通過內外磨口相連接，然后垂直放入管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為20 30cm ；
步驟5 將管式爐以10 30°C /min的速率升溫至340°C，保溫直到石英坩堝內固態化合物Zn(NH4)3Cl5全部揮發后停止加熱，自然冷卻石英坩堝到室溫，收集露出管式爐外的石英管管壁上的白色固體，得到高純度的固態化合物Si(NH4)3Cl5 ；
步驟6 將高純度的固態化合物Si(NH4)3Cl5放于石英坩堝內，石英管與石英坩堝通過內外磨口相連接，然后垂直放入管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為 20 30cm ；
步驟7 將管式爐以10 30°C /min的速率升溫至375 385°C，保溫至石英坩堝內不再有白煙生成，停止加熱，自然降低爐溫至室溫，取下連接石英坩堝的石英管收集顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積的固體物，得到純度> 99. 99%的無水氯化鋅。
在步驟7中，取下石英管后的60秒內換上另一只石英管，石英管與石英坩堝通過內外磨口相連接，然后垂直放入管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為20 30cm ；然后管式爐以30°C /Min的速率升溫至730 780°C，保溫至石英坩堝內剩余固態物完全揮發保溫結束，自然降溫至室溫，收集顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積的固體物， 得到純度> 99. 99%的無水氯化鋅。
所述石英坩堝和石英管在每次使用前采用無水乙醇清洗石英坩堝和石英管，再用去離子水進行清洗，在100°C下進行干燥。
有益效果
本發明提出的一種高純度無水氯化鋅的提純方法，以氯化銨和含結晶水的氯化鋅為基本原料，避免了使用HCl氣體、鹽酸等危險化學物質，在空氣環境下即可完成高純氯化鋅的提純。若要獲得更高純度的氯化鋅，則可再次重復實驗過程，十分方便。工藝過程簡單， 成本低，適合于實驗室少量無水氯化鋅的制備，也適合較大規模制備高純無水氯化鋅，具有重要的實用價值和廣闊的應用前景。
具體實施方式
現結合實施例對本發明作進一步描述
具體實施例方式
第一步，氯化鋅的飽和溶液和氯化銨飽和溶液的配制
將分析純的帶結晶水的SiCl2 ·πΗ20(η = 1或1. 5或2. 5或3或4)和分析純的氯化銨按照物質的量比例為(ZnCl2 · IiH2O) NH4Cl = 1.0 (1. 0 3. 0)稱量，于室溫下將稱量好的SiCl2 · IiH2O溶于少量去離子水中，用磁力攪拌器攪拌，制得氯化鋅的飽和溶液A ； 再將稱量好的氯化銨溶于少量去離子水中，攪拌，于室溫下制得氯化銨的飽和溶液B。
第二步，固態化合物Si (NH4) 3C15的制備
在室溫下，將氯化鋅飽和溶液和氯化銨飽和溶液混合，攪拌均勻，并將混合溶液置于陶瓷坩堝中，用普通實驗電爐以5°C /min升溫速率加熱陶瓷坩堝，使得陶瓷坩堝內的溶液溫度保持在80°C，使得溶劑揮發，待溶液表面有晶膜出現時停止加熱，溶液自然冷卻至室溫，再放置0.3 1.5小時后，溶液內有大量晶體析出，用布氏漏斗過濾出晶體后，在烘箱中于60 80°C下干燥，獲得固態化合物Si (NH4) 3C15。
第三步，固態化合物Si (NH4) 3C15的升華純化
取一石英坩堝，其外徑為Φ 20 40mm，高度50 80mm，帶外磨口 ；另取一石英管， 其內徑與石英坩堝外徑相匹配，石英管長度30-50cm，一端帶內磨口，另一端收口，口徑為 Φ5πιπι，石英管與石英坩堝可通過內外磨口相連接。將石英坩堝和石英管用分別先用無水乙醇清洗3次，再用去離子水清洗3次，放于烘箱中于100°C烘干后，將第一步制備的固態化合物Si(NH4)3Cl5置于石英坩堝中，然后將石英坩堝與石英管相連接。將連接好石英管并裝有固態物Si (NH4) 3C15的石英坩堝垂直放入爐腔直徑為Φ 80mm、高度80cm的管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為20 30cm，將管式爐以10 30°C /min的速率升溫至 3400C，保溫直到石英坩堝內固態化合物Si (NH4) 3C15不再升華，停止加熱，自然冷卻石英坩堝到室溫，在露出管式爐外的石英管管壁可以發現大量白色固體，收集此白色固體得到高純度的固態化合物Si(NH4)3C15。
第四步，固態化合物Zn(NH4)3Cl5的分解與高純氯化鋅的生成與純化
收集好高純固態化合物Si(NH4)3(15后，將所用石英管和石英坩堝從管式爐中取出，均先用自來水清洗3遍后，再用去離子水清洗3遍，在烘箱中于100°C下干燥。將第三步收集的高純固態化合物Si(NH4) 3(15全部放于石英坩堝內，再次將石英管與石英坩堝連接好，并放于管式爐中，位置與第三步一樣，管式爐以10 30°C /Min的速率快速升溫至 375 385°C，保溫至石英坩堝內不再有白煙生成，停止加熱，自然降低爐溫至室溫，取下連接石英坩堝的石英管，在60秒內迅速換上另外一只相同的潔凈干燥的石英管，再次將內部仍有剩余固態物的石英坩堝置于管式爐中位置與第三步一樣的位置，管式爐以30°C /Min 的速率升溫至730 780°C，保溫至石英坩堝內剩余固態物揮發接近完全，待保溫結束后， 自然降溫至室溫，則在顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積一層固體物，收集該固體物即為高純度無水氯化鋅(純度=99. 992% )0
具體實施例
實施例1
第一步，氯化鋅的飽和溶液和氯化銨飽和溶液的配制
將77. 15克分析純的ZnCl2 ·ηΗ20(η = 1)在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中， 于25°C下，制得氯化鋅的飽和溶液；再將26. 75克分析純的氯化銨在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中，于25°C下，制得氯化銨的飽和溶液；上述氯化鋅的飽和溶液和氯化銨的飽和溶液中各自溶質的量按照物質的量比例對應為SiCl2 NH4Cl = 1.0 1.0。
第二步，固態化合物Si (NH4) 3C15的制備
在25°C下，將氯化鋅飽和溶液和氯化銨飽和溶液混合，攪拌均勻，并將混合溶液置于陶瓷坩堝中，用普通實驗電爐以5°C /min升溫速率加熱陶瓷坩堝，使得陶瓷坩堝內的溶液溫度保持在80°C，使得溶劑揮發，待溶液表面有晶膜出現時停止加熱，溶液自然冷卻至室溫，再放置0.3小時后，溶液內有大量晶體析出，用布氏漏斗過濾出晶體后，在烘箱中于 80°C下干燥，獲得固態化合物Si (NH4) 3C15。
第三步，固態化合物Si (NH4) 3C15的升華純化
取一石英坩堝，其外徑為Φ20πιπι，高度50mm，帶外磨口 ；另取一石英管，其內徑與石英坩堝外徑相匹配即Φ21πιπι，石英管長度30cm，一端帶內磨口，另一端收口，口徑為 Φ5πιπι，石英管與石英坩堝可通過內外磨口相連接。將石英坩堝和石英管用分別先用無水乙醇清洗3次，再用去離子水清洗3次，放于烘箱中于100°C烘干后，將第一步制備的固態化合物Si(NH4)3Cl5置于石英坩堝中，然后將石英坩堝與石英管相連接。將連接好石英管并裝有固態物Si (NH4) 3C15的石英坩堝垂直放入爐腔直徑為Φ 80mm、高度80cm的管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為20cm，將管式爐以10°C /min的速率升溫至340°C，保溫直到石英坩堝內固態化合物Si (NH4) 3C15不再升華，停止加熱，自然冷卻石英坩堝到室溫，在露出管式爐外的石英管管壁可以發現大量白色固體，收集此白色固體得到高純度的固態化合物 Si (NH4) 3C15。
第四步，固態化合物Si(NH4)3Cl5的分解與高純氯化鋅的生成與純化
收集好高純固態化合物Si(NH4)3(15后，將所用石英管和石英坩堝從管式爐中取出，均先用自來水清洗3遍后，再用去離子水清洗3遍，在烘箱中于100°C下干燥。將第三步收集的高純固態化合物Si(NH4) 3(15全部放于石英坩堝內，再次將石英管與石英坩堝連接好，并放于管式爐中，位置與第三步一樣，管式爐以10°C /Min的速率快速升溫至375°C， 保溫至石英坩堝內不再有白煙生成，停止加熱，自然降低爐溫至室溫，取下連接石英坩堝的石英管，在60秒內迅速換上另外一只相同的潔凈干燥的石英管，再次將內部仍有剩余固態物的石英坩堝置于管式爐中位置與第三步一樣的位置，管式爐以30°C /Min的速率升溫至730°C，保溫至石英坩堝內剩余固態物揮發接近完全，待保溫結束后，自然降溫至室溫，則在顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積一層固體物，收集該固體物即為高純度無水氯化鋅 (純度=99. 992% )。
實施例2
第一步，氯化鋅的飽和溶液和氯化銨飽和溶液的配制
將54. 53克分析純的ZnCl2 ·ηΗ20(η = 1)在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中， 于25°C下，制得氯化鋅的飽和溶液；再將53. 49克分析純的氯化銨在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中，于25°C下，制得氯化銨的飽和溶液；上述氯化鋅的飽和溶液和氯化銨的飽和溶液中各自溶質的量按照物質的量比例對應為SiCl2 NH4Cl = 1.0 3.0。
第二步，固態化合物Si (NH4) 3C15的制備
在25°C下，將氯化鋅飽和溶液和氯化銨飽和溶液混合，攪拌均勻，并將混合溶液置于陶瓷坩堝中，用普通實驗電爐以5°C /min升溫速率加熱陶瓷坩堝，使得陶瓷坩堝內的溶液溫度保持在80°C，使得溶劑揮發，待溶液表面有晶膜出現時停止加熱，溶液自然冷卻至室溫，再放置1.0小時后，溶液內有大量晶體析出，用布氏漏斗過濾出晶體后，在烘箱中于 60°C下干燥，獲得固態化合物Si (NH4) 3C15。
第三步，固態化合物Si (NH4) 3C15的升華純化
取一石英坩堝，其外徑為Φ30mm，高度60mm，帶外磨口 ；另取一石英管，其內徑與石英坩堝外徑相匹配即為Φ31πιπι，石英管長度40cm，一端帶內磨口，另一端收口，口徑為 Φ5πιπι;石英管與石英坩堝可通過內外磨口相連接。將石英坩堝和石英管用分別先用無水乙醇清洗3次，再用去離子水清洗3次，放于烘箱中于100°C烘干后，將第2步制備的固態化合物Si(NH4)3Cl5置于石英坩堝中，然后將石英坩堝與石英管相連接。將連接好石英管并裝有固態物Si (NH4) 3C15的石英坩堝垂直放入爐腔直徑為Φ 80mm、高度80cm的管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為20cm，將管式爐以10°C /min的速率升溫至340°C，保溫直到石英坩堝內固態化合物Si (NH4) 3C15不再升華，停止加熱，自然冷卻石英坩堝到室溫，在露出管式爐外的石英管管壁可以發現大量白色固體，收集此白色固體得到高純度的固態化合物 Si (NH4) 3C15。
第四步，固態化合物Si(NH4)3Cl5的分解與高純氯化鋅的生成與純化
收集好高純固態化合物Si(NH4)3(15后，將所用石英管和石英坩堝從管式爐中取出，均先用自來水清洗3遍后，再用去離子水清洗3遍，在烘箱中于100°C下干燥。將第三步收集的高純固態化合物Si(NH4) 3(15全部放于石英坩堝內，再次將石英管與石英坩堝連接好，并放于管式爐中，位置與第三步一樣，管式爐以30°C /Min的速率快速升溫至385°C， 保溫至石英坩堝內不再有白煙生成，停止加熱，自然降低爐溫至室溫，取下連接石英坩堝的石英管，在60秒內迅速換上另外一只相同的潔凈干燥的石英管，再次將內部仍有剩余固態物的石英坩堝置于管式爐中位置與第三步一樣的位置，管式爐以30°C /Min的速率升溫至780°C，保溫至石英坩堝內剩余固態物揮發接近完全，待保溫結束后，自然降溫至室溫，則在顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積一層固體物，收集該固體物即為高純度無水氯化鋅 (純度=99. 992% )。
實施例3:
第一步，氯化鋅的飽和溶液和氯化銨飽和溶液的配制
將45. 33克分析純的ZnCl2 · IiH2O(n = 2. 5)在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中，于25°C下，制得氯化鋅的飽和溶液；再將26. 75克分析純的氯化銨在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中，于25°C下，制得氯化銨的飽和溶液；上述氯化鋅的飽和溶液和氯化銨的飽和溶液中各自溶質的量按照物質的量比例對應為SiCl2 NH4Cl = 1.0 2.0。
第二步，固態化合物Si (NH4) 3C15的制備
在25°C下，將氯化鋅飽和溶液和氯化銨飽和溶液混合，攪拌均勻，并將混合溶液置于陶瓷坩堝中，用普通實驗電爐以5°C /min升溫速率加熱陶瓷坩堝，使得陶瓷坩堝內的溶液溫度保持在80°C，使得溶劑揮發，待溶液表面有晶膜出現時停止加熱，溶液自然冷卻至室溫，再放置1.5小時后，溶液內有大量晶體析出，用布氏漏斗過濾出晶體后，在烘箱中于 70°C下干燥，獲得固態化合物Si (NH4) 3C15。
第三步，固態化合物Si (NH4) 3C15的升華純化
取一石英坩堝，其外徑為Φ40mm，高度80mm，帶外磨口 ；另取一石英管，其內徑與石英坩堝外徑相匹配即為Φ41πιπι，石英管長度50cm，一端帶內磨口，另一端收口，口徑為 Φ5πιπι;石英管與石英坩堝可通過內外磨口相連接。將石英坩堝和石英管用分別先用無水乙醇清洗3次，再用去離子水清洗3次，放于烘箱中于100°C烘干后，將第2步制備的固態化合物Si(NH4)3Cl5置于石英坩堝中，然后將石英坩堝與石英管相連接。將連接好石英管并裝有固態物Si (NH4) 3C15的石英坩堝垂直放入爐腔直徑為Φ 80mm、高度80cm的管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為30cm，將管式爐以30°C /min的速率升溫至340°C，保溫直到石英坩堝內固態化合物Si (NH4) 3C15不再升華，停止加熱，自然冷卻石英坩堝到室溫，在露出管式爐外的石英管管壁可以發現大量白色固體，收集此白色固體得到高純度的固態化合7物 Si (NH4) 3C15。
第四步，固態化合物Si(NH4)3Cl5的分解與高純氯化鋅的生成與純化
收集好高純固態化合物Si(NH4)3(15后，將所用石英管和石英坩堝從管式爐中取出，均先用自來水清洗3遍后，再用去離子水清洗3遍，在烘箱中于100°C下干燥。將第三步收集的高純固態化合物Si(NH4) 3(15全部放于石英坩堝內，再次將石英管與石英坩堝連接好，并放于管式爐中，位置與第三步一樣，管式爐以20°C /Min的速率快速升溫至380°C， 保溫至石英坩堝內不再有白煙生成，停止加熱，自然降低爐溫至室溫，取下連接石英坩堝的石英管，在60秒內迅速換上另外一只相同的潔凈干燥的石英管，再次將內部仍有剩余固態物的石英坩堝置于管式爐中位置與第三步一樣的位置，管式爐以30°C /Min的速率升溫至760°C，保溫至石英坩堝內剩余固態物揮發接近完全，待保溫結束后，自然降溫至室溫，則在顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積一層固體物，收集該固體物即為高純度無水氯化鋅 (純度=99. 990% )。
實施例4
第一步，氯化鋅的飽和溶液和氯化銨飽和溶液的配制
將56. 58克分析純的ZnCl2 ·ηΗ20(η = 5)在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中， 于25°C下，制得氯化鋅的飽和溶液；再將40. 12克分析純的氯化銨在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中，于25°C下，制得氯化銨的飽和溶液；上述氯化鋅的飽和溶液和氯化銨的飽和溶液中各自溶質的量按照物質的量比例對應為SiCl2 NH4Cl = 1.0 3.0。
第二步，固態化合物Si (NH4) 3C15的制備
在25°C下，將氯化鋅飽和溶液和氯化銨飽和溶液混合，攪拌均勻，并將混合溶液置于陶瓷坩堝中，用普通實驗電爐以5°C /min升溫速率加熱陶瓷坩堝，使得陶瓷坩堝內的溶液溫度保持在80°C，使得溶劑揮發，待溶液表面有晶膜出現時停止加熱，溶液自然冷卻至室溫，再放置0.5小時后，溶液內有大量晶體析出，用布氏漏斗過濾出晶體后，在烘箱中于 60°C下干燥，獲得固態化合物Si (NH4) 3C15。
第三步，固態化合物Si (NH4) 3C15的升華純化
取一石英坩堝，其外徑為Φ40mm，高度70mm，帶外磨口 ；另取一石英管，其內徑與石英坩堝外徑相匹配即為Φ41πιπι，石英管長度40cm，一端帶內磨口，另一端收口，口徑為 Φ5πιπι;石英管與石英坩堝可通過內外磨口相連接。將石英坩堝和石英管用分別先用無水乙醇清洗3次，再用去離子水清洗3次，放于烘箱中于100°C烘干后，將第2步制備的固態化合物Si(NH4)3Cl5置于石英坩堝中，然后將石英坩堝與石英管相連接。將連接好石英管并裝有固態物Si (NH4) 3C15的石英坩堝垂直放入爐腔直徑為Φ 80mm、高度80cm的管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為25cm，將管式爐以20°C /min的速率升溫至340°C，保溫直到石英坩堝內固態化合物Si (NH4) 3C15不再升華，停止加熱，自然冷卻石英坩堝到室溫，在露出管式爐外的石英管管壁可以發現大量白色固體，收集此白色固體得到高純度的固態化合物 Si (NH4) 3C15。
第四步，固態化合物Si(NH4)3Cl5的分解與高純氯化鋅的生成與純化
收集好高純固態化合物Si(NH4)3(15后，將所用石英管和石英坩堝從管式爐中取出，均先用自來水清洗3遍后，再用去離子水清洗3遍，在烘箱中于100°C下干燥。將第三步收集的高純固態化合物Si(NH4) 3(15全部放于石英坩堝內，再次將石英管與石英坩堝連接好，并放于管式爐中，位置與第三步一樣，管式爐以25°C /Min的速率快速升溫至375°C， 保溫至石英坩堝內不再有白煙生成，停止加熱，自然降低爐溫至室溫，取下連接石英坩堝的石英管，在60秒內迅速換上另外一只相同的潔凈干燥的石英管，再次將內部仍有剩余固態物的石英坩堝置于管式爐中位置與第三步一樣的位置，管式爐以30°C /Min的速率升溫至770°C，保溫至石英坩堝內剩余固態物揮發接近完全，待保溫結束后，自然降溫至室溫，則在顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積一層固體物，收集該固體物即為高純度無水氯化鋅 (純度=99. 991% )。
實施例5
第一步，氯化鋅的飽和溶液和氯化銨飽和溶液的配制
將52. 08克分析純的ZnCl2 ·ηΗ20(η = 4)在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中， 于25°C下，制得氯化鋅的飽和溶液；再將33. 43克分析純的氯化銨在磁力攪拌器攪拌下，溶于去離子水中，于25°C下，制得氯化銨的飽和溶液；上述氯化鋅的飽和溶液和氯化銨的飽和溶液中各自溶質的量按照物質的量比例對應為SiCl2 NH4Cl = 1.0 2.5。
第二步，固態化合物Si (NH4) 3C15的制備
在25°C下，將氯化鋅飽和溶液和氯化銨飽和溶液混合，攪拌均勻，并將混合溶液置于陶瓷坩堝中，用普通實驗電爐以5°C /min升溫速率加熱陶瓷坩堝，使得陶瓷坩堝內的溶液溫度保持在80°C，使得溶劑揮發，待溶液表面有晶膜出現時停止加熱，溶液自然冷卻至室溫，再放置0.6小時后，溶液內有大量晶體析出，用布氏漏斗過濾出晶體后，在烘箱中于 70°C下干燥，獲得固態化合物Si (NH4) 3C15。
第三步，固態化合物Si (NH4) 3C15的升華純化
取一石英坩堝，其外徑為Φ36mm，高度50mm，帶外磨口 ；另取一石英管，其內徑與石英坩堝外徑相匹配即為Φ51πιπι，石英管長度50cm，一端帶內磨口，另一端收口，口徑為 Φ5πιπι;石英管與石英坩堝可通過內外磨口相連接。將石英坩堝和石英管用分別先用無水乙醇清洗3次，再用去離子水清洗3次，放于烘箱中于100°C烘干后，將第2步制備的固態化合物Si(NH4)3Cl5置于石英坩堝中，然后將石英坩堝與石英管相連接。將連接好石英管并裝有固態物Si (NH4) 3C15的石英坩堝垂直放入爐腔直徑為Φ 80mm、高度80cm的管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為25cm，將管式爐以10°C /min的速率升溫至340°C，保溫直到石英坩堝內固態化合物Si (NH4) 3C15不再升華，停止加熱，自然冷卻石英坩堝到室溫，在露出管式爐外的石英管管壁可以發現大量白色固體，收集此白色固體得到高純度的固態化合物 Si (NH4) 3C15。
第四步，固態化合物Si(NH4)3Cl5的分解與高純氯化鋅的生成與純化
收集好高純固態化合物Si(NH4)3(15后，將所用石英管和石英坩堝從管式爐中取出，均先用自來水清洗3遍后，再用去離子水清洗3遍，在烘箱中于100°C下干燥。將第三步收集的高純固態化合物Si(NH4) 3(15全部放于石英坩堝內，再次將石英管與石英坩堝連接好，并放于管式爐中，位置與第三步一樣，管式爐以25V /Min的速率快速升溫至380°C， 保溫至石英坩堝內不再有白煙生成，停止加熱，自然降低爐溫至室溫，取下連接石英坩堝的石英管，在60秒內迅速換上另外一只相同的潔凈干燥的石英管，再次將內部仍有剩余固態物的石英坩堝置于管式爐中位置與第三步一樣的位置，管式爐以30°C /Min的速率升溫至780°C，保溫至石英坩堝內剩余固態物揮發接近完全，待保溫結束后，自然降溫至室溫，則9在顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積一層固體物，收集該固體物即為高純度無水氯化鋅 (純度=99. 993% )。
權利要求
1.一種高純度的無水氯化鋅的提純制備方法，其特征在于步驟如下步驟1 在室溫下配制氯化鋅的飽和溶液和氯化銨飽和溶液將分析純的帶結晶水的SiCl2 · IiH2O溶于去離子水中，用磁力攪拌器攪拌，制得氯化鋅的飽和溶液；所述SiCl2 · ηΗ20，n = l或1.5或2. 5或3或4;將分析純的氯化銨溶于去離子水中，攪拌，制得氯化銨的飽和溶液；步驟2 在室溫下，將步驟1得到的氯化鋅的飽和溶液和氯化銨的飽和溶液進行混合得到混合溶液；所述的混合溶液的物質的量比例為1. 0 1. 0 3. 0 ；步驟3 將混合溶液置于陶瓷坩堝中，以5°C /min升溫速率至80°C并保持，待溶液表面有晶膜出現時停止加熱，溶液自然冷卻至室溫；再放置0. 3 1. 5小時后，過濾出晶體后，在 60 80°C下干燥，獲得固態化合物Si (NH4) 3C15 ；步驟4:將固態化合物Si(NH4)3Cl5置于清洗的石英坩堝中，石英管與石英坩堝通過內外磨口相連接，然后垂直放入管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為20 30cm ；步驟5 將管式爐以10 30°C /min的速率升溫至340°C，保溫直到石英坩堝內固態化合物Si(NH4)3(15全部揮發后停止加熱，自然冷卻石英坩堝到室溫，收集露出管式爐外的石英管管壁上的白色固體，得到高純度的固態化合物Si(NH4)3Cl5 ；步驟6 將高純度的固態化合物Si (NH4) 3C15放于石英坩堝內，石英管與石英坩堝通過內外磨口相連接，然后垂直放入管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為20 30cm ；步驟7 將管式爐以10 30°C /min的速率升溫至375 385°C，保溫至石英坩堝內不再有白煙生成，停止加熱，自然降低爐溫至室溫，取下連接石英坩堝的石英管收集顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積的固體物，得到純度> 99. 99%的無水氯化鋅。
2.根據權利要求1所述高純度的無水氯化鋅的提純制備方法，其特征在于在步驟7 中，取下石英管后的60秒內換上另一只石英管，石英管與石英坩堝通過內外磨口相連接， 然后垂直放入管式爐中，并保持石英管端露出管式爐外的長度為20 30cm ；然后管式爐以 30°C/Min的速率升溫至730 780°C，保溫至石英坩堝內剩余固態物完全揮發保溫結束，自然降溫至室溫，收集顯露在管式爐外面的石英管內壁沉積的固體物，得到純度> 99. 99%的無水氯化鋅。
3.根據權利要求1所述高純度的無水氯化鋅的提純制備方法，其特征在于所述石英坩堝和石英管在每次使用前采用無水乙醇清洗石英坩堝和石英管，再用去離子水進行清洗，在100°C下進行干燥。
全文摘要
本發明涉及一種高純度無水氯化鋅的提純方法，以氯化銨和含結晶水的氯化鋅為基本原料，避免了使用HCl氣體、鹽酸等危險化學物質，在空氣環境下即可完成高純氯化鋅的提純。若要獲得更高純度的氯化鋅，則可再次重復實驗過程，十分方便。工藝過程簡單，成本低，適合于實驗室少量無水氯化鋅的制備，也適合較大規模制備高純無水氯化鋅，具有重要的實用價值和廣闊的應用前景。
文檔編號C01G9/04GK102502784SQ20111035778
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月12日 優先權日2011年11月12日
發明者介萬奇, 李煥勇, 羅發 申請人:西北工業大學