专利名称：一种超微粒子氧化镍的制备方法
技术领域：
本发明属无机精细化工领域，特别是涉及氧化镍超微粒子的制备方法。
现有制备氧化镍的方法，主要采用镍盐水溶液加碱中和沉镍，再进行高温分解;为获得一定细度的颗粒，须进行球磨过筛。
中国《高等学校化学学报》1992年第10期1287页报导了在实验室以NiCl2·H2O、NaOH、十二烷基苯磺酸钠(DBS)为原料，采用胶溶法制备出平均粒度为6nm的球形氧化镍超微粒子。但该法因采用NaOH作为沉淀剂，通过形成胶体而最终获得超微粒子，工艺上存在固液分离困难和产品纯度难以保证等问题，在工业生产上缺乏实用性。
中国发明专利申请号93103991.6公布了一种球形微粒氢氧化镍的制法，亦可进一步制得氧化镍超微粒子，但同样须经过NaOH沉淀镍过程，存在产物Ni(OH)2固液分离困难，及微粒吸附的杂质难于洗涤除去而影响产品纯度的问题。
日本公开平1-42330提出了一种制备高纯氢氧化镍的方法，亦可进一步获得高纯氧化镍产品，但采用该法制备高纯氧化镍工艺中存在中间产品氢氧化镍必须反复离心分离和洗涤的困难，且沉淀物熟化时间长，成本高、效率低、工业生产中操作困难、最终所得产品氧化镍粒度大。
总之，现有制备氧化镍的方法，由于都经过Ni(OH)2这一中间步骤，而Ni(OH)2脱水性较差，易吸附体系中存在的各种杂质离子(Na+、Cl-、SO2-4等)，产品的纯度难于提高，颗粒度较大，活性较低。生产过程操作困难，成本高、效率低。
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提出一种以镍盐和碳酸氢铵或碳酸铵为原料制备高纯度纳米级球形超微粒子氧化镍的制备工艺，以获得粒度分布均匀，活性高的氧化镍产品，满足各种不同应用领域的需要。
本发明超微粒子氧化镍的制备方法，其特征在于将镍盐与碳酸氢铵或碳酸铵以1∶2～6的摩尔比混合，加入3～10倍重量的水，在35℃以上温度和搅拌条件下反应至PH值为6.5～7.5，对浆料进行固液分离，滤渣用水洗涤后，在100～120℃温度烘干，再在400～1000℃温度热分解。
通过控制工艺及热分解温度条件，可获得粒度均匀的球形高纯超微粒子氧化镍，平均粒径可控制在5至150nm不同尺寸大小。
由于本发明采用碳酸氢铵或碳酸铵作为中和沉淀剂，在上述工艺条件下，可获得蓬松的镍的碳酸盐沉淀，采用简单的固液分离手段，如抽滤或离心甩干，即可进行固液分离，生产效率大为提高，同时又克服了沉淀物吸附的杂质离子难以洗涤除去的问题，且节能、节水。
本发明制备超微粒子氧化镍的方法，也可以用尿素作为沉淀剂。
本发明方法由于镍的碳酸盐分解过程中有CO2气体放出，对分解获得的氧化镍颗粒有一定的保护作用，使得颗粒之间不易烧结长大。即使在洗涤过程中有微量的NH+4未洗净，也会在热分解过程中以NH3气挥发而无残留物，不会影响产品的纯度。采用本发明方法，还有一个突出特点是，分解后生成的氧化镍颗粒极细，不需研磨过筛。而现有技术在将氢氧化镍分解为氧化镍过程中，若有少量Na+离子未洗净，在热分解过程中易烧结，氧化镍颗粒容易长大，必须采用研磨粉碎工艺，才能获得一定细度的微粒，不仅影响产品的纯度和性能，且能耗大，粉碎过筛过程还有一定的损耗，影响收率。
本发明制备工艺与现有技术相比，具有易除杂粉碎，产品纯度高、粒度细而均匀，工艺过程简单，生产效率高、节能、节水，收率高，成本低，易于工业化生产控制等优点。产品氧化镍中微量杂质(如Na+、Cl-、SO2-4、NO-3、NH+4等)的含量可控制在10ppm以下。用本发明方法制备的超微粒子氧化镍产品，可用作镍催化剂材料、电池电极材料、磁性材料、半导体材料(如热敏、气敏电阻材料)，还可广泛应用于玻璃、搪瓷、陶瓷材料工业。
实施例1.取20克硫酸镍铵(NH4)2SO4·NiSO4·6H2O，加碳酸氢铵8克，加水100毫升，在35℃条件下搅拌，使硫酸镍铵绿色晶体溶解转化为浅绿色碳酸镍浆料，至溶液PH值达6.8时，停止搅拌，将浆料抽滤，每次用40ml水，洗涤滤渣三遍，抽干，即得蓬松的镍的碳酸盐滤渣;在100℃烘3小时，再在400℃温度进行热分解，2小时后取出。由电镜显示，微粒平均粒径在10nm以下，呈球形分散状态，即为球形氧化镍超微粒子。
2.取20克硫酸镍铵，加25克碳酸氢铵，加水450ml，在60℃温度搅拌反应，直到溶液PH值为7.0时停止反应，抽滤，每次用30ml水，洗涤滤渣三遍，抽干，在105℃烘干，在500℃温度进行热分解，3小时后取出，即获得平均粒径在15nm以下的球形超微粒子氧化镍。
3.取硫酸镍铵20克，加15克碳酸铵，加水350毫升，在60℃温度反应，至PH值接近7.2时，抽滤，每次用40ml水，洗涤滤渣三遍，抽干，在120℃烘干，在800℃煅烧10小时，即得到粒径在100nm以下的球形氧化镍。
4.取硫酸镍(或氯化镍、硝酸镍)10克，加入碳酸氢铵20克，加水150毫升，在45℃温度，充分搅拌反应，至PH值6.8时，过滤、洗涤、烘干，在450℃温度热分解，3小时后取出，即可获得粒径在20nm以下的球形超微粒子氧化镍。
5.取氯化镍(或硫酸镍)10克，加入碳酸铵10克，加水60毫升，在45℃温度搅拌反应至PH值7.0，停止反应，抽滤、洗涤、烘干，在500℃温度热分解2小时，即得粒径在30nm以下的球形氧化镍超微粒子。
6.本发明制备超微粒子氧化镍的方法，也可采用尿素作为沉淀剂。如取20克硫酸镍铵(或10克硫酸镍)，加入尿素20克，加水300ml，煮沸数小时，直至析出沉淀物为止，抽滤，滤渣用水洗涤，烘干，在500℃煅烧2小时，即得粒径为30nm以下的球形超微粒子氧化镍。
权利要求
1.一种超微粒子氧化镍的制备方法。其特征在于将镍盐与碳酸氢铵或碳酸铵以1∶2～6的摩尔比混合，加入3～10倍重量的水，在35℃以上温度和搅拌条件下反应至PH值为6.5～7.5，对浆料进行固液分离，滤渣用水洗涤后，在100～120℃温度烘干，再在400～1000℃温度热分解。
全文摘要
本发明超微粒子氧化镍的制备方法，将镍盐与碳酸氢铵或碳酸铵混合，加水、搅拌反应至pH值为6.5～7.5，固液分离，滤渣水洗烘干后在400—1000℃温度热分解，可获得平均粒径在5—150nm、粒度均匀，平均粒径可控的球形高纯氧化镍，产品活性好，本发明方法工艺简单，收率高、节能、节水、易于工业化生产。
文档编号C01G53/04GK1112520SQ9410605
公开日1995年11月29日 申请日期1994年5月24日 优先权日1994年5月24日
发明者李亚栋, 郑化桂, 周栘, 李龙泉, 李成韦 申请人:中国科学技术大学