本發(fā)明涉及一種鉬酸鈉有機(jī)化制備納米鉬粉的方法。它是通過鉬酸鈉和水楊酸反應(yīng)獲得水楊酸鉬，通過熱分解，利用液態(tài)有機(jī)鉬和熱分解產(chǎn)生氣態(tài)物質(zhì)的良好分散性，獲得高純的納米氧化鉬，再通過氫還原，獲得納米鉬粉，主要應(yīng)用于納米鉬絲、電觸頭、合金混合物、電子基襯、厚膜墨水、金屬注射成型和熱噴涂粉末等。
背景技術(shù)：
鉬和鉬合金具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、高導(dǎo)熱導(dǎo)電性、膨脹系數(shù)低、高彈性模量、耐蝕性能好、良好延伸性能等優(yōu)勢，而廣泛用于鋼鐵冶金、石油化工、航空航天和核工業(yè)等領(lǐng)域。隨著材料科技領(lǐng)域的發(fā)展，對鉬及鉬合金的性能提出了更高的要求，而鉬粉是生產(chǎn)鉬及鉬合金的主要原料，納米鉬粉作為鉬的納米化材料，高需求納米鉬粉制備技術(shù)成為鉬工業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)而備受研究者關(guān)注。
納米鉬粉的制備方法主要包括蒸發(fā)三氧化鉬還原法、球磨法、沉淀還原法、超聲波法和電子脈沖法。
蒸發(fā)三氧化鉬還原法是通過將三氧化鉬高溫升華為三氧化鉬蒸汽，蒸汽冷凝為納米氧化鉬粉末再還原為納米鉬粉，或直接三氧化鉬蒸汽還原為納米鉬粉，該方法需要在超過1150℃的高溫環(huán)境進(jìn)行，制備的鉬粉顆粒為40-70nm。蒸發(fā)三氧化鉬還原法工藝簡單，粉末較均勻，但鉬粉納米化程度低，設(shè)備負(fù)責(zé)，能耗高，難以工業(yè)化生產(chǎn)。
球磨法是將粗顆粒鉬粉分別在高硬度材料制作的容器中球磨，可以制得粒徑為6nm左右的鉬粉。但鉬粉顆粒純度受容器材質(zhì)影響，且顆粒畸變和組成變化都大，粒度分布不均勻。
沉淀還原法主要為化學(xué)水解沉淀還原法，從含鉬可溶性化合物的溶液中沉積氫氧化物，洗滌和干燥后，在860℃的溫度下進(jìn)行還原，可獲得粒徑為10～100nm的鉬粉，其中大多數(shù)鉬粉顆粒的粒徑大于50nm。粒徑分布不均勻，難以工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種鉬酸鈉有機(jī)化制備納米鉬粉的方法。具體制備過程如下：
A鉬酸鈉有機(jī)化
稱取鉬酸鈉、硫酸和水楊酸，用蒸餾水為反應(yīng)溶劑，在95～110℃反應(yīng)5～8h，獲得水楊酸鉬。其中鉬酸鈉、硫酸與水楊酸的摩爾比為1:0.9～1.1：0.8～1.2，配置的水溶液中鉬酸根離子的摩爾濃度為1～2mol/L。
B水楊酸鉬凈化
將反應(yīng)獲得水楊酸鉬經(jīng)過水洗除雜，蒸餾除水獲得純水楊酸鉬。
C熱分解反應(yīng)
將凈化后的水楊酸鉬升溫至180～320℃，保溫0.5～8小時。熱分解時采用干燥的循環(huán)氬氣保護(hù)。采用管式爐、箱式爐等進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，水楊酸鉬在高溫下熱分解，分解的蒸汽能夠?qū)崿F(xiàn)氧化鉬的均勻納米化，二氧化鉬粉末粒徑為5～20nm，獲得的有機(jī)物回用。
D還原
將上述獲得的納米氧化鉬在600～700℃，氫氣還原為納米鉬粉。采用管式爐、箱式爐進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，獲得的鉬粉粒徑為10～40nm。
鉬酸鈉、硫酸與水楊酸的摩爾比例為1：0.9～1.1：0.8～1。
C步驟所述的熱分解溫度為：180～300℃。
鉬酸鈉和水楊酸充分反應(yīng)生成水楊酸鉬；水楊酸鉬在180～320℃液化迅速分解，放出大量的氣體和熱量，可以得到分散均勻的納米級氧化鉬。這個過程中首先發(fā)生了水楊酸鉬復(fù)雜的分解反應(yīng)，獲得氧化鉬和水楊酸等氣體。
當(dāng)水楊酸鉬在氧氣存在的情況下，反應(yīng)式如下：
(C7H6O3)2MoO2+1/2O2→MoO3+2C7H6O3
當(dāng)水楊酸鉬在惰性氣氛下，反應(yīng)式如下：
(C7H6O3)2MoO2→MoO2+2C7H6O3
二氧化鉬還原少了三氧化鉬還原為二氧化鉬的環(huán)節(jié)。二氧化鉬的氫還原，還原溫度在600～700℃，還原劑為氫氣，反應(yīng)式為：
MoO2+H2→Mo+2H2O
本發(fā)明用于生產(chǎn)納米鉬粉，具有反應(yīng)溫度低和效率高等特點(diǎn)，還原過程是直接以二氧化鉬進(jìn)行還原。與常規(guī)的蒸發(fā)三氧化鉬還原相比，降低了各階段的溫度，設(shè)備簡單易操作，同時對設(shè)備的材質(zhì)要求較低；與常規(guī)的沉淀還原法相比，粒度分布均勻，收率高，90%以上都是20～30nm的鉬粉，克服了一般沉淀還原法制備鉬粉高溫團(tuán)聚的現(xiàn)象。
本發(fā)明工藝過程簡單、產(chǎn)率高、鉬粉納米化徹底，且粒度分布均勻，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有清潔、節(jié)能和綠色環(huán)保的特點(diǎn)。所得納米鉬粉粒徑在10～40nm，純度在99.99%，球形度高，均勻程度高。
具體實施方式
以下通過具體實施例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。
實施例1
A鉬酸鈉有機(jī)化
稱取鉬酸鈉、硫酸和水楊酸，用蒸餾水為反應(yīng)溶劑，在95℃反應(yīng)5h，獲得水楊酸鉬。其中鉬酸鈉、硫酸與水楊酸的摩爾比例為1:0.9:0.8，配置鉬酸根離子1mol/L的溶液5L。
B水楊酸鉬凈化
將反應(yīng)獲得水楊酸鉬經(jīng)過水洗除雜，蒸餾除水獲得純水楊酸鉬2018g。
C熱分解反應(yīng)
通過推舟將凈化后的水楊酸鉬送至管式爐，氬氣為惰性氣體，升溫至240℃，保溫4小時。獲得二氧化鉬粉末粒徑為30nm，獲得的有機(jī)物回用。
D還原
再將管式爐溫度升至650℃，氫氣還原為納米鉬粉。
測得鉬粉重量為479.6g，粒徑為35nm，純度為99.992%。
實施例2
A鉬酸鈉有機(jī)化
稱取鉬酸鈉、硫酸和水楊酸，用蒸餾水為反應(yīng)溶劑，在100℃反應(yīng)6h，獲得水楊酸鉬。其中鉬酸鈉、硫酸與水楊酸的摩爾比例為1:1:1，配置鉬酸根離子1mol/L的溶液5L。
B水楊酸鉬凈化
將反應(yīng)獲得水楊酸鉬經(jīng)過水洗除雜，蒸餾除水獲得純水楊酸鉬2016g。
C熱分解反應(yīng)
通過推舟將凈化后的水楊酸鉬送至管式爐，氬氣為惰性氣體，升溫至300℃，保溫6小時。獲得二氧化鉬粉末粒徑為10nm，獲得的有機(jī)物回用。
D還原
再將管式爐溫度升至700℃，氫氣還原為納米鉬粉。
測得鉬粉重量為479.2g，粒徑為20nm，純度為99.995%。
實施例3
A鉬酸鈉有機(jī)化
稱取鉬酸鈉、硫酸和水楊酸，用蒸餾水為反應(yīng)溶劑，在110℃反應(yīng)8h，獲得水楊酸鉬。其中鉬酸鈉、硫酸與水楊酸的摩爾比例為1:1:1，配置鉬酸根離子2mol/L的溶液5L。
B水楊酸鉬凈化
將反應(yīng)獲得水楊酸鉬經(jīng)過水洗除雜，蒸餾除水獲得純水楊酸鉬4037g。
C熱分解反應(yīng)
通過推舟將凈化后的水楊酸鉬送至管式爐，氬氣為惰性氣體，升溫至320℃，保溫6小時。獲得二氧化鉬粉末粒徑為8nm，獲得的有機(jī)物回用。
D還原
再將管式爐溫度升至700℃，氫氣還原為納米鉬粉。
測得鉬粉重量為958.6g，粒徑為10nm，純度為99.994%。
實施例4
A鉬酸鈉有機(jī)化
稱取鉬酸鈉、硫酸和水楊酸，用蒸餾水為反應(yīng)溶劑，在105℃反應(yīng)7h，獲得水楊酸鉬。其中鉬酸鈉、硫酸與水楊酸的摩爾比例為1:1:1，配置鉬酸根離子1.5mol/L的溶液5L。
B水楊酸鉬凈化
將反應(yīng)獲得水楊酸鉬經(jīng)過水洗除雜，蒸餾除水獲得純水楊酸鉬3025g。
C熱分解反應(yīng)
通過推舟將凈化后的水楊酸鉬送至管式爐，氬氣為惰性氣體，升溫至320℃，保溫6小時。獲得二氧化鉬粉末粒徑為12nm，獲得的有機(jī)物回用。
D還原
再將管式爐溫度升至680℃，氫氣還原為納米鉬粉。
測得鉬粉重量為718g，粒徑為14nm，純度為99.993%。