本發明屬于還原技術領域，具體涉及一種三氯化銥的控制還原制備方法。

背景技術：

銥的氯化物是銥的常見的化合物，常作為合成其它銥化合物及制備含銥催化劑的初始原料。含銥化合物和催化劑廣泛應用于石油化工和有機合成、加氫催化劑、聚合催化劑等領域。例如，水合三氯化銥作為合成銥配合物的基礎原料，對磷光材料的發展起著重要的作用。

銥的熔點很高(2440℃)，在2100℃時仍能保持低的氧滲透率，在2280℃下不與碳起反應，并能有效阻止碳的擴散，是最有希望的一種抗氧化涂層材料；且銥在高溫下的耐腐蝕和抗氧化性能優異，常作為保護膜層用于一些要求高溫耐腐蝕的環境，像渦輪發動機的高溫結構表面，在航空、航天、航海等高技術領域具有廣泛的應用。目前工業上開始使用三氯化銥代替氯銥酸做電鍍液，原因是三氯化銥更易被氧化，在電極表面形成的銥膜更加致密。

傳統的制備三氯化銥的方法是將粉末銥或Ir(OH)₄放在石英管中，通入不含氧但混有少量一氧化碳的氯氣，加熱至600℃或者用直接的太陽光或熾熱鎂條的明亮光照15min左右，得到純的IrCl₃，但此方法得到的IrCl₃不溶于水、酸、堿，不便在工業中廣泛應用。

技術實現要素：

針對現有三氯化銥制備方法的不足，本發明提供了一種三氯化銥的控制還原制備方法，其特征在于，將四價銥氯化物和還原劑按照一定比例加入到置于恒溫水浴設備中的三口燒瓶內，在磁力攪拌條件下，恒溫還原2～10小時，至溶液中四價銥全部轉換為三價，然后將得到的三價銥溶液進行濃縮至溶液中銥含量為2mol/L，最后濃縮溶液在90℃下進行結晶，得到三氯化銥晶體。

其中，四價銥氯化物與還原劑質量比為10:1。

所述還原劑由酸類還原劑、醇類還原劑和肼類還原劑組成。

所述酸類還原劑為抗壞血酸、醋酸中的一種，占還原劑總質量的50～75％；所述醇類還原劑為甲醇、丙醇、聚乙二醇中的一種或一種以上，共占還原劑總質量的15～30％；所述肼類還原劑為鹽酸肼、水合肼，硫酸肼中的一種或一種以上，共占還原劑總質量的10～20％。

所述的還原溫度是75～100℃。

所述的三口燒瓶上安裝冷凝回流裝置，減少還原劑的揮發，確保體系的穩定。

本發明的優點在于：

(1)反應過程無不可去除試劑的添加，避免其他金屬雜質的引入，產品純度高；

(2)通過控制還原劑的加入量及冷凝回流裝置回流的液體體積來控制還原反應進行的程度，可以減少溶劑及還原劑的揮發，保持還原體系的穩定；

(3)方法簡單，流程短，還原過程充分可控，含量穩定可控，可保證四價銥完全還原為三價。

附圖說明

圖1為水合三氯化銥的全元素掃描圖；

圖2是水合三氯化銥的XPS光譜圖。

具體實施方式

本發明提供了一種三氯化銥的控制還原制備方法，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

氯銥酸還原為三氯化銥的操作步驟如下：

第1步，還原：向置于恒溫水浴設備中的三口燒瓶內加入氯銥酸100克，還原劑丙醇2g，鹽酸肼1.5g，抗壞血酸6.5g，控制恒溫水浴設備中的溫度在75～100℃，打開磁力攪拌系統，進行恒溫攪拌，恒溫還原3小時至溶液中四價銥全部轉換為三價；

第2步，濃縮：將得到的三價銥水溶液進行濃縮，蒸餾出過量的水，得到三價銥濃縮液，濃縮后三氯化銥水溶液中銥含量為2mol/L；

第3步，結晶：將濃縮后的三價銥溶液置于結晶皿中，在90℃下進行結晶，結晶時間2小時，得到三氯化銥結晶62.5g,成品率97.16％，銥含量54.4％。

對得到的三氯化銥進行了X射線光電子能譜分析，其結果如圖1所示，從圖中可以看到Ir、Cl、O、C的譜峰，其中Cl元素與Ir元素的譜峰較為明顯，Ir的4f7/2特征譜線，試樣中Ir的結合能為62.78ev，表明試樣中銥是以Ir³⁺的形式存在的，符合銥從原料中的+4價還原到+3價的過程。由于樣品表面某種原子射出的光電子強度是與樣品中的該元素的含量成線性關系的，因此使用XPS(圖2)對元素含量進行半定量分析可知氯元素與銥元素的含量之比為3:1，認為此種化合物中元素銥是以Ir³⁺形式存在。