专利名称：锆掺杂磷酸铁钡的制备方法
技术领域：
本发明的锆掺杂磷酸铁钡，属于一种新材料。
背景技术：
目前，尚未发现有磷酸铁钡化合物的报道和记载。经公开专利的检索，互联网的信息和书刊、杂志、市场等调研，没有发现与本发明的技术产品相同的专利文献，也未见与本发明的技术或产品的报道或销售。
发明内容
本发明的目的在于提出一种锆掺杂磷酸铁钡的制备方法。本发明的锆掺杂磷酸铁钡的制备方法，其特征在于其化学式为Ba(FeP04)2，其钡源、铁源、磷酸根源的原料，按照化学式Ba (FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按0. I — 5%范围重量百分比计算，添加掺杂元素；混合后，在乙醇介质中，转速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品；所述钡源为碳酸钡、氢氧化钡、氯化钡、硝酸钡、氧化钡、硫化钡之一；铁源为草酸
亚铁、二氯化铁、三氯化铁、氧化铁等；磷酸根源为磷酸、磷酸钠盐，磷酸二氢铵或磷酸氢二铵之一;所述掺杂元素源为碳酸锆铵(ZrO (C03) 2 (NH4) 2 nH20)，氢氧化锆(Zr0(0H)2nH20)、四氯化锆(ZrC14)等之一。为使各物料混合更均匀，所述乙醇介质为碱性的，其碱性乙醇液，可用现有技术方法进行调节获得，优选氨水一乙醇混合液为佳。本发明与现有技术相比的有益效果本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品，主要用作还原剂、脱氧剂、食品脱氧保鲜剂；用作电子元件材料或制造电子元件的生产原料、制造电池正极材料及其电池的生产原料；用于冶炼、合金、玻璃生产的添加剂；具有原料十分充足，生产成本底，环保无污染等特点；用作电池正极材料，其充放电平台相对钡电极电位为3. 6V左右，初始放电容量超过187mAh/g，100次充放电循环后容量约衰减0. 2%左右；比容量和循环稳定性与现有技术相比，有较大的提高，生产成本价格要比现有技术低数十倍以上。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例I本发明的锆掺杂磷酸铁钡制备方法，其特征在于其钡源、铁源、磷酸根源的原料，按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按、0. 1-5%范围重量百分比计算，添加掺杂元素；混合后，在乙醇介质中，转速200-800r/mimn高速球磨15-20h，用105-120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2-4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品；所述钡源为碳酸钡、氢氧化钡、氯化钡、硝酸钡、氧化钡、硫化钡之一；铁源为草酸
亚铁、二氯化铁、三氯化铁、氧化铁等；磷酸根源为磷酸、磷酸钠盐，磷酸二氢铵或磷酸氢二铵之一;所述掺杂元素源为碳酸锆铵(ZrO (C03) 2 (NH4) 2 nH20)，氢氧化锆(Zr0(0H)2nH20)、四氯化锆(ZrC14)之一。为使各物料混合更均匀，所述乙醇介质为碱性的，其碱性乙醇液，可用现有技术方法进行调节获得，优选氨水一乙醇混合液为佳。
实施例2选用:碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba (FePO4) 2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按1% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为碳酸锆铵(ZrO(C03) 2 (NH4) 2 nH20) (98%);混合后，在无水乙醇介质中，转速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。实施例3选用:碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按0. 5% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为碳酸锆铵(ZrO (C03) 2 (NH4) 2 nH20) (98%);混合后，在无水乙醇介质中，转速 200—800r/mimn 高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。实施例4选用碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按0. 1% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为碳酸锆铵(ZrO (C03) 2 (NH4) 2 nH20) (98%);混合后，在无水乙醇介质中，转速 200—800r/mimn 高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。实施例5选用:碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按4. 5% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为氢氧化锆(ZrO(OH) 2nH20) (98%);混合后，在无水乙醇介质中，转速200-800r/mimn高速球磨15-20h，用105-120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2-4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。实施例6
选用碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按3% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为氢氧化锆(ZrO(OH) 2nH20) (98%);混合后，在无水乙醇介质中，转速200— 800r/mimn高速球磨15—20h，用105— 120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。实施例7选用碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按I. 5% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为氢氧化锆(ZrO (OH) 2nH20) (98%);混合后，在乙醇介质中，转速200— 800r/mimn高速球磨15— 20h，用105— 120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。实施例8选用碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按0.6% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为四氯化锆(ZrC14) (98%);混合后，在乙醇介质中，转速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105—120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。实施例9选用碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按2% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为四氯化锆(ZrC14) (98%);混合后，在乙醇介质中，转速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105—120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。实施例10选用碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按1% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为四氯化锆(ZrC14) (98%);混合后，在乙醇介质中，转速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105—120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2-4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。为使各物料混合更均匀，所述乙醇介质为碱性的，其碱性乙醇液，可用现有技术方法进行调节获得，优选氨水一乙醇混合液为佳。实施例11选用碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按5% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为四氯化锆(ZrC14) (98%);混合后，在乙醇介质中，转速200-800r/mimn高速球磨15-20h，用105_120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧
2-4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。为使各物料混合更均匀，所述乙醇介质为碱性的，其碱性乙醇液，可用现有技术方法进行调节获得，优选氨水一乙醇混合液为佳。实施例12选用碳酸钡(BaC03)(99. 8%)，草酸亚铁(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氢二铵(NH4H2P04) (98%)为原料；按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按0. 3% (重量百分比)计算添加掺杂物元素锆，锆源为四氯化锆(ZrC14) (98%);混合后，在乙醇介质中，转速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105—120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品。为使各物料混合更均匀，所述乙醇介质为碱性的，其碱性乙醇液，可用现有技术方法进行调节获得，优选氨水一乙醇混合液为佳。 本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品，主要用作还原剂、脱氧剂、食品脱氧保鲜剂；电子元件材料或制造电子元件的生产原料，制造电池正极材料及其电池的生产原料；用于冶炼、合金、玻璃生产的添加剂。本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品其具有极强的还原性质，其与空气接触，即可被空气氧化，由黑暗色变为褐色或黄色；可广泛用于还原、脱氧行业生产中；由于其本无毒、不溶于水和有机溶剂，可泛用于食品脱氧保鲜剂(非食品添加剂)，并有指示功能。用作电池正极材料，可用作电池材料，主要用作电池正极材料；也可用作电子元件材料。作为电池正极材料，采用现有技术的测试设备及现有技术的测试方法，对以上实施例1—12的锆掺杂磷酸铁钡产品，分别进行测试其充放电平台相对钡电极电位为3. 6V左右，初始放电容量超过187mAh/g，100次充放电循环后容量约衰减0. 2%左右；比容量和循环稳定性与现有技术相比，有较大的提高，生产成本价格要比现有技术低数十倍以上。用于冶炼、合金、玻璃生产的添加剂；用于冶炼、合金生产添加剂，可改良产品性能；用于玻璃生产的添加剂，可获得所需的特种玻璃产品。
权利要求
1.ー种锆掺杂磷酸铁钡的制备方法，其特征在于其化学式为=Ba(FePO4)2，其钡源、铁源、磷酸根源的原料，按照化学式Ba (FePO4)J^m0I比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按O. I — 5%范围重量百分比计算，添加掺杂元素；混合后，在こ醇介质中，转速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450°C高温煅烧2 — 4h，即得本发明的锆掺杂磷酸铁钡产品； 所述钡源为碳酸钡、氢氧 化钡、氯化钡、硝酸钡、氧化钡、硫化钡之ー；铁源为草酸亚铁、ニ氯化铁、三氯化铁、氧化铁等；磷酸根源为磷酸、磷酸钠盐，磷酸ニ氢铵或磷酸氢ニ铵之 所述掺杂元素源为碳酸锆铵，氢氧化锆、四氯化锆之一。
2.根据权利要求I所述的锆掺杂磷酸铁钡的制备方法，其特征在于所述こ醇介质是碱性的。
3.根据权利要求I所述的锆掺杂磷酸铁钡的制备方法，其特征在于所述こ醇介质为氨水ーこ醇混合液。
全文摘要
本发明提出了一种锆掺杂磷酸铁钡的制备方法，其化学式为Ba(FePO4)2，其钡源、铁源、磷酸根源的原料，按照化学式Ba(FePO4)2的mol比例计量；掺杂元素源，按理论可生成磷酸铁钡的重量计，按0.1-5%范围重量百分比，计算添加掺杂元素；混合后，在乙醇介质中，高速球磨15-20h，用105-120℃烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经300-450℃高温煅烧2-4h，即得产品；主要用作还原、脱氧剂、食品保鲜剂；电子元件、电池原料；冶炼、合金、玻璃生产添加剂等；具有原料充足，成本底，环保无污染等特点。
文档编号C01B25/45GK102674302SQ20121016865
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者严积芳, 吴润秀, 张健, 张雅静, 李先兰, 李安平, 李 杰, 王晶 申请人:严积芳