專利名稱：去除堿金屬表面氧化膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除堿金屬表面氧化膜的方法。
背景技術(shù)：
堿金屬(alkali metal)是元素周期表I A族元素中所有的金屬元素，包括鋰 (Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)六種，前五種存在于自然界，鈁只能由核反 應(yīng)產(chǎn)生。堿金屬的單質(zhì)反應(yīng)活性高，在自然狀態(tài)下只以鹽類存在。堿金屬單質(zhì)皆為具金屬 光澤的銀白色金屬，但暴露在空氣中會(huì)因氧氣的氧化作用(若激烈會(huì)自然著火)生成氧化 膜使光澤度下降，呈現(xiàn)灰色。堿金屬的氧化膜增加了金屬在空氣中的穩(wěn)定，但氧化層厚度會(huì) 緩慢增厚，且大大降低了其化學(xué)反應(yīng)活性。武茲(WurTz)化學(xué)反應(yīng)為鹵代烴能與某些金屬發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，生成有機(jī)金屬化合 物。這些金屬可以是堿金屬等活性金屬。而這些金屬表面如果形成氧化層則導(dǎo)致反應(yīng)緩慢 發(fā)生或不發(fā)生。所以一般進(jìn)行武茲(WuTz)化學(xué)反應(yīng)時(shí)，必須將氧化層去除。現(xiàn)有技術(shù)中 堿金屬氧化膜去除經(jīng)常采用以下兩種辦法在干燥氣氛的操作箱中，將堿金屬表面氧化膜 小心將其切除，或在惰性氣氛中用金屬刷除去表面氧化膜；堿金屬氧化膜去除后迅速在無 水溶劑中保存或及時(shí)應(yīng)用，以防止堿金屬氧化層再次生成，從而影響化學(xué)反應(yīng)速度或在產(chǎn) 物中引入目標(biāo)產(chǎn)物中不需要的氧元素。而這些辦法雖然在一定程度上去除了氧化膜，然而 并不能保證去除氧化膜的堿金屬純度；而且去除氧化膜的操作也與操作人員的技術(shù)水平相 關(guān)。本發(fā)明由此而來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種去除堿金屬表面氧化膜的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中去除 堿金屬氧化膜方法粗糙、堿金屬的純度難以保證等問題。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種去除堿金屬表面氧化膜的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)將表面帶有氧化膜的堿金屬置于有機(jī)溶劑中，加熱使堿金屬熔融，堿金屬氧化 膜與堿金屬分離；(2)在惰性氣體或氮?dú)獗Ｗo(hù)下抽去混有堿金屬氧化膜的有機(jī)溶劑即得去除表面氧 化膜的堿金屬。優(yōu)選的，所述方法中所述有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)高于堿金屬的熔點(diǎn)。優(yōu)選的，所述方法中所述堿金屬熔融狀態(tài)下的比重高于堿金屬氧化膜的比重。優(yōu)選的，所述堿金屬選自金屬Na、K。優(yōu)選的，所述堿金屬為金屬Na時(shí)，所述有機(jī)溶劑選自二甲苯、甲苯。本發(fā)明的技術(shù)方案中，當(dāng)堿金屬為金屬鈉時(shí)，將帶有氧化膜外層的金屬鈉置于有 機(jī)溶劑中(一般要求溶劑沸點(diǎn)要高于金屬鈉的熔點(diǎn))加熱回流，由于金屬鈉在熔融狀態(tài)下 其比重比氧化膜重，而氧化膜不會(huì)融化和溶解，在達(dá)到金屬鈉熔點(diǎn)時(shí)，金屬鈉自然脫離氧化膜，沉入反應(yīng)器底部；繼而在干燥純氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將帶有氧化膜的溶劑吸出或?qū)⑷廴诮饘兮c 分出保存即可分離出純度高的金屬鈉。此時(shí)金屬鈉呈現(xiàn)金屬光澤且不會(huì)有氧化膜，而有機(jī) 溶劑經(jīng)過堿金屬的作用脫除了水分，經(jīng)蒸餾，與不溶的氧化膜分離，得到無水的有機(jī)溶劑。 該技術(shù)方案具有去除氧化膜安全、快速簡便、設(shè)備簡單，金屬鈉利用率高的特點(diǎn)，方法操作 簡單、易行，分離后的金屬鈉質(zhì)量可靠。本發(fā)明是根據(jù)堿金屬與堿金屬氧化膜的不同物理特性來進(jìn)行分離的；理論上堿金 屬和堿金屬的氧化膜在分離過程中并未發(fā)生化學(xué)變化。當(dāng)然當(dāng)有機(jī)溶劑中含有少量的水 時(shí)，還可以通過分離后的堿金屬進(jìn)行有機(jī)溶劑的除水處理。本發(fā)明技術(shù)方案中有機(jī)溶劑的 沸點(diǎn)優(yōu)選高于堿金屬的熔點(diǎn)，這樣當(dāng)加熱使堿金屬熔化時(shí)，有機(jī)溶劑不會(huì)產(chǎn)生沸騰影響沉 入反應(yīng)器底部的堿金屬的分離。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明技術(shù)方案中通過將帶有氧化膜的堿金屬在有機(jī)溶劑中加熱，由于堿金屬 的物理狀態(tài)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，由于堿金屬的比重高于堿金屬氧化膜的比重，堿金屬沉入反 應(yīng)器底部，從而通過在保護(hù)氣氛中抽去有機(jī)溶劑而得到純度很高的堿金屬。2、本發(fā)明的另一方面，在堿金屬除去氧化膜的同時(shí)，還可以對(duì)有機(jī)溶劑進(jìn)行干燥 除水。由于熔融狀態(tài)的堿金屬從氧化膜中流出，堿金屬可以與有機(jī)溶劑中的殘留水分進(jìn)行 反應(yīng)從而除水，這方便了一些化學(xué)反應(yīng)的除水處理。如在進(jìn)行武茲化學(xué)反應(yīng)時(shí)，通常要應(yīng)用 各種無水有機(jī)溶劑，有機(jī)溶劑需要進(jìn)行事先脫水處理，通過上述方法可以同時(shí)進(jìn)行堿金屬 脫膜和有機(jī)溶劑脫水處理。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做 進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。實(shí)施例1武茲反應(yīng)前金屬鈉的氧化膜去除處理在裝有攪拌和回流冷凝管的反應(yīng)器中，注入5升二甲苯，再將帶有氧化膜外層的 金屬鈉IOOg放入反應(yīng)器中，加熱至110 120°C，攪拌1小時(shí)靜置，降溫，可發(fā)現(xiàn)金屬鈉氧化 膜全部分散懸浮在二甲苯中，帶有金屬光澤的金屬鈉下沉在反應(yīng)器底部。在干燥的高純氮保護(hù)下，吸出二甲苯混合液，注入干燥過的二甲苯保護(hù)金屬鈉不 被氧化。即刻使分離的二甲苯混合液進(jìn)行蒸餾，移除分散在其中的氧化膜，獲得無水二甲 苯，可應(yīng)用在武茲反應(yīng)中。武茲反應(yīng)采用如下的步驟，將金屬鈉放入干燥過的二甲苯中在帶有攪拌和回流裝 置的反應(yīng)器，加熱至100°C，滴加二甲基二氯硅烷，制得不含有氧或極少量氧的聚二甲基硅 烷產(chǎn)物。實(shí)施例2金屬鉀的氧化膜去除處理在裝有攪拌和回流冷凝管的反應(yīng)器中，注入5升無水甲苯，再將在石蠟(或煤油) 中帶有氧化膜的金屬鉀，加熱80 100°C攪拌1小時(shí)，在惰性氣體保護(hù)下，如氮?dú)?，降溫、靜 止，待金屬鉀沉降凝固后，吸出帶有氧化膜碎片的懸浮的甲苯或快速取出已凝固的金屬鉀， 移動(dòng)到帶有干燥溶劑的反應(yīng)器中，即可脫除金屬鉀表面的氧化膜。
上述實(shí)例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是 能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精 神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種去除堿金屬表面氧化膜的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)將表面帶有氧化膜的堿金屬置于有機(jī)溶劑中，加熱使堿金屬熔融，堿金屬氧化膜與堿金屬分離；(2)在惰性氣體或氮?dú)獗Ｗo(hù)下抽去混有堿金屬氧化膜的有機(jī)溶劑即得去除表面氧化膜的堿金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中所述有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)高于堿金 屬的熔點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中所述堿金屬熔融狀態(tài)下的比重 高于堿金屬氧化膜的比重。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述堿金屬選自金屬Na、K。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述堿金屬為金屬Na時(shí)，所述有機(jī)溶劑選自二甲苯、甲苯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除堿金屬表面氧化膜的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)將表面帶有氧化膜的堿金屬置于有機(jī)溶劑中，加熱使堿金屬熔融，堿金屬氧化膜與堿金屬分離；(2)在惰性氣體或氮?dú)獗Ｗo(hù)下抽去混有堿金屬氧化膜的有機(jī)溶劑即得去除表面氧化膜的堿金屬。該方法去除氧化膜安全、快速簡便、設(shè)備簡單，金屬鈉利用率高，方法操作簡單、易行，分離后的金屬鈉質(zhì)量可靠。
文檔編號(hào)C23G5/02GK101962781SQ201010280860
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者朱宏, 田秀梅 申請人:田秀梅;朱宏