專利名稱：一種高純度三碘化銠的制備方法
一種高純度三碘化銠的制備方法技術領域
本發明屬于無機化合物領域，具體涉及一種利用微波反應器制備高純度三碘化銠的方法。
背景技術：
三碘化銠(RhI3)是一種黑色晶體粉末，Rh含量為19.5 21.3%，在空氣中易潮解；它作為羰基化合成反應的催化劑，廣泛應用于合成醋酸、醋酐、乙二醇等反應。
目前三碘化銠的制備方法主要分為三大類，即溶液法、直接合成法、溶液法轉化氫氧化銠合成法。
溶液法是三氯化銠在水溶液中與氫碘酸反應生成三碘化銠；反應式為:
RhCl3+3KI=RhI3 丨 +3KC1
RhCl3+3HI=RhI3 丨 +3HC1
具體是在三氯化銠水溶液中加入適量的碘化鉀或氫碘酸，保持在一定的溫度下反應3h，過濾收集產物，用去離子水洗滌，真空干燥后得到黑色的三碘化銠晶體。《云南化工》2012年6月第39卷第3期13-15頁報道的《三碘化銠的新合成方法》就是采用溶液法，該方法后處理繁瑣，以每千克三碘化銠用2L去離子水洗滌為例，需要洗滌10次才能將產物中的氯離子含量降至50mg/kg，廢水量大，同時，殘夜中的銠含量較多，造成原料損失較大、回收困難。
直接合成法，即利用碘在引發劑作用下形成游離基的性能，使銠粉和碘粉直接反應生成碘化錯；反應式為:
2Rh+3I2=2RhI3
具體是將銠粉、碘粉和引發劑按比例加入到反應器中并密封。將該混合物放入到馬弗爐中，升溫到指定反應溫度，并維持該溫度一定時間，使銠和碘充分反應。降溫后取出黑色生成物，加熱到90°C并恒溫一段時間知道恒重為止。《稀有金屬》2005年第29卷第4期482-484頁報道了《羰基合成用催化劑三碘化銠的合成》就是采用該方法，由于銠在一次反應中不會全部轉化，冷卻后還需用醋酸將反應生成的三碘化銠溶解，然后減壓蒸發醋酸，才能得黑色三碘化銠固體， 操作條件復雜，轉化率較低。
溶液法轉化氫氧化銠合成法，即將氯化銠溶液轉變成為三價銠的氫氧化物,再利用氫碘酸和銠的氫氧化物反應得到碘化銠。中國專利CN1318311C公開了該方法，具體為將適量的一定濃度的氫碘酸 溶液加入三價銠的氫氧化物中，加入至60 100 V攪拌，保持2 6小時，過濾洗滌干燥得到產品。但是由于三碘化銠與氫氧化銠均不溶于水，生成的三碘化銠會包裹氫氧化銠，導致反應的產率低；同時，氫氧化銠與三碘化銠相互分離不易，還會影響產品純度。發明內容
為此，本發明所要解決的是現有技術中三碘化銠的制備方法復雜，產率低的問題，提供一種制備方法簡單，產率高，純度高的三碘化銠的制備方法。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下:
本發明提供一種高純度三碘化銠的制備方法，包括如下步驟:
S1、取三氯化銠水溶液和氫碘酸為原料，均勻混合后在微波輻射的條件下反應，得到含有三碘化銠的溶液；
S2、將氧化性氣體持續鼓入步驟SI中得到的含有三碘化銠的溶液中進行反應，生成的I2會進一步加深溶液的顏色，當溶液的顏色不再加深時停止反應，得到含有三碘化銠和I2的溶液；
S3、將步驟S2中經氧化性氣體處理后的含有三碘化銠的溶液過濾后，得到的固體采用有機溶劑洗滌，除去I2，再干燥后即為高純度的三碘化銠。
所述步驟SI中所述微波輻射的條件為:微波功率為150 500W。
所述步驟S2中，所述反應的條件為:控制溫度為50 100°C。
步驟S2中，所述的氧化性氣體為O3和/或O2。
所述氧化性氣體的流速為20 80g/h。
步驟SI中，所述氫碘酸的質量百分濃度為5 15%。
所述三氯化銠和氫碘酸的質量比為1:13 1:51。
步驟S3中所述有機溶劑為甲醇、無水乙醇、丙酮、乙二醇中的一種或多種的組合。
本發明的上述技 術方案相比現有技術具有以下優點:
1、本發明提供的高純度三碘化銠的制備方法，將三氯化銠水溶液和氫碘酸在微波條件下進行反應，在較短時間內即可得到高純度的產物三碘化銠；由于微波輻射加熱不需要熱傳導過程，各個方位同時均勻受熱，分子反應活性高，分子間的相互接觸和碰撞增加，其反應產物三碘化銠的轉化率大大提高，反應過程易于操作、快速節能；
2、本發明提供的高純度三碘化銠的制備方法，利用氧化性氣體使得溶液中過量的游離Γ離子轉化成I2單質，再采用有機溶劑容易洗脫I2單質的特性對碘化銠進行洗滌，即得高純度的三碘化銠；而且，有機溶劑特別是醇類對HCl具有很好的溶解性，洗脫I2單質的同時可以除去殘留的Cl—，該方法不僅操作簡單、雜質離子的脫除效率高，同時洗滌溶液容易分離和提純，可實現有機溶劑的循環利用和I2單質的回收；
3、本發明提供的高純度三碘化銠的制備方法，利用微波反應器作為反應容器，優選微波輻射的反應條件，可通過自動調整微波功率達到精確控溫和反應過程控制的效果，有利于提聞廣品收率；
4、本發明提供的高純度三碘化銠的制備方法制得的三碘化銠收率可達99.30 99.90% ;銠含量為19.50 21.30%，雜質幾乎忽略不計，屬于高純度的三碘化銠。


為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
圖1是實施例1制得的高純度三碘化銠的掃描電鏡照片。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合具體實施例對本發明作進一步地詳細描述。
下述實施例中，三氯化銠、氫碘酸、有機溶劑、03、O2均為市售。
實施例1
本實施例為高純度的三碘化銠制備實施例，具體步驟為:
S1、取銠濃度為25g/L的三氯化銠水溶液98.4mL和濃度為5%的HI溶液200g置于微波反應器中，微波功率設定為500W，溫度達到100°C時，恒溫持續反應40min，得到含有三碘化銠的溶液；
S2、反應結束后向反應液中鼓入流速為20g/h的O3氣體，在60°C下維持反應，生成的I2會進一步加深溶液的顏色，當溶液的顏色不再加深時停止反應，本實施例共用35min ；
S3、將步驟S2中經氧化性氣體處理后的含有三碘化銠的溶液過濾后得到的固體即為RhI3粗產物；采用無水乙醇洗滌至洗滌溶液無色透明。洗滌后的物質于120°C烘干6h即得高純度的三碘化銠11.537g，碘化銠的收率為99.84%。有機溶劑對I2單質和HCl具有很好的溶解性，洗脫I2單質的同時可以除去殘留的Cl—，該方法不僅操作簡單、雜質離子的脫除效率高，同時洗滌溶液容易分離和提純，可實現有機溶劑的循環利用和I2單質的回收。
經PerkinElmer7000DV電感耦合等離子光譜發生儀測得銠含量為20.96%，純度高；本實施例所制得的高純度三碘化銠的掃描電鏡照片如附圖1所示。
實施例2
本實施例為高純度的三碘化銠制備實施例，制備方法同實施例1，具體為:取銠濃度為25g/L的三氯化銠水溶液98.4mL和濃度為15%的HI溶液65g置于微波反應器中，微波功率設定為150W，溫度達到80°C時，恒溫持續反應60min。反應結束后向反應液中鼓入流速為40g/h的O3氣體，在50°C下維持反應30min。再將反應產物過濾；得到的RhI3采用無水乙醇洗滌至洗滌溶液無色透明。洗滌后的物質于120°C烘干5h即得高純度的三碘化銠11.521g，碘化銠的收率為99.70%。經PerkinElmer7000DV電感耦合等離子光譜發生儀測得銠含量為20.92%，純度高。
實施例3
本實施例為高純度的三碘化銠制備實施例，制備方法同實施例1，具體為:取銠濃度為25g/L的三氯化銠水溶液98.4mL和濃度為7.5%的HI溶液135g置于微波反應器中，微波功率設定為300W，溫 度達到100°C時，恒溫持續反應40min。反應結束后向反應液中鼓入流速為50g/h的O2氣體，在80°C下維持反應30min。再將反應產物過濾；得到的RhI3采用乙二醇洗滌至洗滌溶液無色透明。洗滌后的物質于120°C烘干6h即得高純度的三碘化銠11.533g，碘化銠的收率為99.81%。經PerkinElmer7000DV電感耦合等離子光譜發生儀測得銠含量為21.02%，純度高。
實施例4
本實施例為高純度的三碘化銠制備實施例，制備方法同實施例1，具體為:取銠濃度為25g/L的三氯化銠水溶液98.4mL和濃度為5%的HI溶液255g置于微波反應器中，微波功率設定為350W，溫度達到80°C時，恒溫持續反應60min。反應結束后向反應液中鼓入流速為60g/h的O3氣體，在100°C下維持反應50min。再將反應產物過濾；得到的RhI3采用無水乙醇洗滌至洗滌溶液無色透明。洗滌后的物質于120°C烘干5h即得高純度的三碘化銠11.528g，碘化銠的收率為99.76%。經PerkinElmer7000DV電感耦合等離子光譜發生儀測得銠含量為21.10%，純度高。
實施例5
本實施例為高純度的三碘化銠制備實施例，制備方法同實施例1，具體為:取銠濃度為25g/L的三氯化銠水溶液98.4mL和濃度為15%的HI溶液85g置于微波反應器中，微波功率設定為400W，溫度達到100°C時，恒溫持續反應40min。反應結束后向反應液中鼓入流速為70g/h的O3氣體，在80°C下維持反應55min。再將反應產物過濾；得到的RhI3采用甲醇洗滌至洗滌溶液無色透明。洗滌后的物質于120°C烘干6h即得高純度的三碘化銠11.525g，碘化銠的收率為99.74%。經PerkinElmer7000DV電感耦合等離子光譜發生儀測得銠含量為20.90%，純度高。
實施例6
本實施例為高純度的三碘化銠制備實施例，制備方法同實施例1，具體為:取銠濃度為25g/L的三氯化銠水溶液98.4mL和濃度為7.5%的HI溶液170g置于微波反應器中，微波功率設定為450W，溫度達到90°C時，恒溫持續反應50min。反應結束后向反應液中鼓入流速為80g/h的O3氣體，在60°C下維持反應55min。再將反應產物過濾；得到的RhI3采用丙酮洗滌至洗滌溶液無色透明。洗滌后的物質于120°C烘干5h即得高純度的三碘化銠11.530g，碘化銠的收率為99.78%。經PerkinElmer7000DV電感耦合等離子光譜發生儀測得銠含量為21.06%，純度高。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種高純度三碘化銠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、取三氯化銠水溶液和氫碘酸為原料，均勻混合后在微波輻射的條件下反應，得到含有三碘化銠的溶液； 52、將氧化性氣體持續鼓入步驟SI中得到的含有三碘化銠的溶液中進行反應，當溶液的顏色不再加深時停止反應； 53、將步驟S2中經氧化性氣體處理后的含有三碘化銠的溶液過濾后，得到的固體采用有機溶劑洗滌，再干燥后即為高純度的三碘化銠。
2.根據權利要求1所述的高純度三碘化銠的制備方法，其特征在于，所述步驟SI中所述微波輻射的條件為:微波功率為150 500W。
3.根據權利要求1或2所述的高純度三碘化銠的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述反應的條件為:控制溫度為50 100°C。
4.根據權利要求1-3任一所述的高純度三碘化銠的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述的氧化性氣體為O3和/或02。
5.根據權利要求4所述的高純度三碘化銠的制備方法，其特征在于，所述氧化性氣體的流速為20 80g/h。
6.根據權利要求1-5任一所述的高純度三碘化銠的制備方法，其特征在于，步驟SI中，所述氫碘酸的質量百分濃度為5 15%。
7.根據權利要求6所述的高純度三碘化銠的制備方法，其特征在于，所述三氯化銠和氫碘酸的質量比為1:13 1:51。
8.根據權利要求1-7任一所述的高純度三碘化銠的制備方法，其特征在于，步驟S3中所述有機溶劑為甲醇、 無水乙醇、丙酮、乙二醇中的一種或多種的組合。
全文摘要
本發明提供的高純度三碘化銠的制備方法為三氯化銠水溶液和氫碘酸在微波輻射條件下反應制得三碘化銠；微波輻射加熱不需要熱傳導過程，且均勻受熱，分子間的相互接觸和碰撞增加，其反應產物三碘化銠的轉化率大大提高，反應過程易于操作、快速節能；待反應結束后繼續向反應液中鼓入氧化性氣體，使得溶液中過量的游離I-離子轉化成I2單質；后經過濾得到三碘化銠，再利用I2單質易溶于有機溶劑的特性，采用有機溶劑洗去三碘化銠中摻雜的I2單質即得高純度三碘化銠。該方法可制備高收率、高純度的三碘化銠且操作簡單、成本低廉。
文檔編號C01G55/00GK103183391SQ20131007931
公開日2013年7月3日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者張蕾, 楊凱寧, 唐應吉, 王振宇, 吳玉秀, 祈敏, 趙國靜 申請人:陜西煤業化工技術開發中心有限責任公司