專利名稱：一種高分散片狀偏鎢酸銨的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種片狀偏鎢酸銨的制備方法，尤其涉及到一種高分散偏鎢酸銨的制 備方法。
背景技術(shù)：
偏鎢酸銨作為多種含鎢催化劑以及金屬鎢最為重要的前驅(qū)體，有著高水溶性、無 毒等優(yōu)點，所以在作為鎢源的應(yīng)用上較為廣泛。偏鎢酸銨的分子式通常寫成(NH4)6H2W12O4tl · χΗ20，在石油加工工業(yè)蓬勃發(fā)展的推 動下，鎢系催化劑的研究與發(fā)展已獲得了普遍重視。該鎢鹽在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用廣泛，特別是 在石油裂解以及有機合成工業(yè)中，作為一種催化劑前驅(qū)體廣為使用。這種無機鹽的活性成 分-三氧化鎢，可以經(jīng)過熱解、還原、碳化等步驟后制備各種諸如氧化鎢、金屬鎢以及碳化 鎢等應(yīng)用廣泛的無機材料。這是近年來推動偏鎢酸銨發(fā)展的直接動力。生產(chǎn)偏鎢酸銨的工 業(yè)流程很多，如熱降解法，液-液萃取法，離子交換法，電滲析法，中和法、酸解醇析法等。比 如以仲鎢酸銨為原料可通過熱解法制備得到偏鎢酸銨，熱解后的分解物，以預(yù)先加熱到無 離子水制漿。蒸發(fā)是在常壓蒸發(fā)器中完成的，濃縮液經(jīng)冷卻結(jié)晶和過濾，最后獲得偏鎢酸銨 晶體。因偏鎢酸銨制備最后大多需要蒸發(fā)濃縮步驟，大多數(shù)的偏鎢酸銨產(chǎn)品顆粒較大，基本 在幾百微米以上，而且由于顆粒大多實心，所以其松密度相當(dāng)大。不利于后續(xù)產(chǎn)品的性能提 升，因為在大多數(shù)后續(xù)反應(yīng)發(fā)生以后，偏鎢酸銨的初始形貌能夠被有效的保留下來。所以對 其制備方法改進或者再處理是非常必要的一個步驟。所以如何研究對偏鎢酸銨造粒處理在整體催化劑制備過程中顯得尤為重要。已有 的報道對于用噴霧干燥法處理偏鎢酸銨形貌的產(chǎn)品松密度較大(松密度是指彌漫粉劑在 不受振動的情況下粉劑的質(zhì)量m與其充填體積V(包括粉末之間的空隙)的比值。故松密 度越小，單位質(zhì)量的顆粒所占體積越大，說明顆粒松散度越好)。本方法利用在原料溶液中 添加在噴霧干燥過程中易分解揮發(fā)的無機鹽碳酸銨來分解原先噴霧干燥得到的球狀結(jié)構(gòu) 得到高分散的偏鎢酸銨顆粒，松密度非常小，至今尚未見文獻和應(yīng)用報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種制備高分散片狀偏鎢酸銨的方法，這種偏鎢 酸銨具有非常小的松密度，制備過程操作簡單，且無使用任何有機溶劑，其后續(xù)產(chǎn)品能很好 地應(yīng)用于催化領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在偏鎢酸銨粉體的松密度變小。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種高分散片狀納米偏鎢酸銨的制備方法，包括如下步驟將碳酸銨和偏鎢酸銨 以質(zhì)量比1 5 10混合，再配制成總質(zhì)量分數(shù)在5 50%的碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液， 然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱空氣噴嘴的入口溫度為180 220°C (出口溫度不需控制，受 溶液濃度等影響一般在80 110°C左右)，經(jīng)噴霧干燥后，即得到干燥的高分散片狀偏鎢酸 銨。
下面對上述技術(shù)方案做進一步說明。本發(fā)明使用的原料偏鎢酸銨使用一般的市售商品。本發(fā)明在配制好碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液后，優(yōu)選先將溶液進行超聲處理，以使 得溶液中各分子分布盡量的均勻。本發(fā)明推薦將配制好的碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液超聲振 蕩5分鐘以上以充分分散，超聲振蕩時間優(yōu)選為10分鐘。用本方法制成的偏鎢酸銨可根據(jù)需要選擇不同比例的碳酸銨-偏鎢酸銨溶液，經(jīng) 過噴霧干燥得到高分散的偏鎢酸銨顆粒。本發(fā)明優(yōu)選碳酸銨-偏鎢酸銨的混合比例為質(zhì) 量比2 5 10，優(yōu)選碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液的總質(zhì)量分數(shù)為10 30%，更優(yōu)選15 30%，最優(yōu)選為20-30%。本發(fā)明優(yōu)選控制噴霧干燥器的熱空氣噴嘴的入口溫度為180 200°C。本發(fā)明推薦在下列條件下噴霧干燥以得到高分散固體偏鎢酸銨顆?？刂茪怏w流 速為150 500ml/min，加料速度為10 50ml/min。優(yōu)選條件為控制氣體流速為200 400ml/min，加料速度為 20_35ml/min。具體的，本發(fā)明推薦所述的制備方法為先將碳酸銨和偏鎢酸銨以質(zhì)量比2 5 10混合，再配制成總質(zhì)量分數(shù)在10 30%的碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液，所得碳酸 銨_偏鎢酸銨水溶液先經(jīng)超聲振蕩5分鐘以上使之充分分散，然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱 空氣噴嘴的入口溫度為180 200°C，控制氣體流速為200 400ml/min，加料速度為20 35ml/min，經(jīng)噴霧干燥后，即得到干燥的高分散片狀偏鎢酸銨。更為具體的，本發(fā)明推薦所述的制備方法為先將碳酸銨和偏鎢酸銨以質(zhì)量比 3 10混合，再配制成總質(zhì)量分數(shù)在20%的碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液，所得碳酸銨-偏鎢 酸銨水溶液先經(jīng)超聲振蕩5分鐘以上使之充分分散，然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱空氣噴 嘴的入口溫度為200°C，控制氣體流速為350ml/min，加料速度為30ml/min，經(jīng)噴霧干燥后， 即得到干燥的高分散片狀偏鎢酸銨。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)如下a)本發(fā)明利用在前驅(qū)溶液中添加碳酸銨無機鹽，經(jīng)噴霧干燥后得到高分散的片狀 偏鎢酸銨顆粒。制備方法簡便，可直接得到片狀納米偏鎢酸銨顆粒，不需要再另行蒸發(fā)液體 或者物理分離處理。b)本發(fā)明在制備過程中無使用任何有機溶劑、催化劑，使得制備過程無污染、環(huán) 保。該方法中在前驅(qū)溶液中添加的碳酸銨無機鹽在噴霧干燥過程中，由于進口溫度高于其 分解和揮發(fā)溫度，所以在最終產(chǎn)品中沒有殘留，從而對產(chǎn)品的純度不受影響。


圖1為實施例1偏鎢酸銨放大2000倍的SEM圖。圖2為實施例1偏鎢酸銨放大15000倍的SEM圖。
圖3為原料偏鎢酸銨放大2000倍的SEM圖。 圖4為各種樣品的對比照片，其中a，實施例1產(chǎn)品；b，實施例2產(chǎn)品；c，實施例3 產(chǎn)品；d，對比實施例產(chǎn)品；e，原料偏鎢酸銨。具體實施例方式以下具體實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不限于此本發(fā)明實施例所用的原料偏鎢酸銨購自姜堰市貝斯特鉬制品有限公司。實施例1先將碳酸銨和偏鎢酸銨以質(zhì)量比3 10混合，再配制成總質(zhì)量分數(shù)為20%的碳酸 銨-偏鎢酸銨水溶液，超聲振蕩10分鐘，然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱空氣噴嘴的入口溫度 為200°C，控制氣體流速為350ml/min，加料速度為30ml/min，經(jīng)噴霧干燥后，即得到干燥的 高分散片狀偏鎢酸銨。SEM圖如圖1、2所示，偏鎢酸銨呈片狀結(jié)構(gòu)，厚度大概為100-250nm 左右。顆粒粒徑分布在3μπι左右。松密度降低到0. 104g/ml，樣品照片見圖4a。實施例2先將碳酸銨和偏鎢酸銨以2 10質(zhì)量比的混合，再配制成總質(zhì)量分數(shù)為10%的碳 酸銨-偏鎢酸銨水溶液，超聲振蕩10分鐘，然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱空氣噴嘴的入口溫 度為180°c，控制氣體流速為200ml/min，加料速度為20ml/min，經(jīng)噴霧干燥后，即得到干燥 的高分散片狀偏鎢酸銨。顆粒粒徑分布在3.5 μ m左右。松密度降低到0. 115g/ml。樣品照 片見圖4b。實施例3先將碳酸銨和偏鎢酸銨以5 10質(zhì)量比的混合，再配制成總質(zhì)量分數(shù)為30%的碳 酸銨-偏鎢酸銨水溶液，超聲振蕩10分鐘，然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱空氣噴嘴的入口溫 度為200°C，控制氣體流速為400ml/min，加料速度為35ml/min，經(jīng)噴霧干燥后，即得到干燥 的高分散片狀偏鎢酸銨。顆粒粒徑分布在2.4 μ m左右。松密度降低到0.097g/ml。樣品照 片見圖4c。實施例4:對比實施例先將質(zhì)量分數(shù)為20%的偏鎢酸銨水溶液，超聲振蕩10分鐘，然后導(dǎo)入噴霧干燥 器，控制熱空氣噴嘴的入口溫度為200°C，控制氣體流速為350ml/min，加料速度為30ml/ min，經(jīng)噴霧干燥后，即得到偏鎢酸銨顆粒。其松密度為1.450g/ml。樣品照片見圖4d。另外，原料偏鎢酸銨的松密度為2. 709g/ml，樣品照片見圖4e。所以經(jīng)過了加入碳 酸銨來增加分散度的方法。使得樣品的松密度降低了 20幾倍。樣品松密度比較見表1:表1產(chǎn)品松密度比較
權(quán)利要求
一種高分散片狀偏鎢酸銨的制備方法，包括如下步驟將碳酸銨和偏鎢酸銨以質(zhì)量比1～5∶10混合，再配制成總質(zhì)量分數(shù)在5～50％的碳酸銨 偏鎢酸銨水溶液，然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱空氣噴嘴的入口溫度為180～220℃，經(jīng)噴霧干燥后，即得到干燥的高分散片狀偏鎢酸銨。
2.如權(quán)利要求1所述的高分散片狀偏鎢酸銨的制備方法，其特征在于先將配制得到的 總質(zhì)量分數(shù)在5 50%的碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液超聲振蕩5分鐘以上以充分分散，再將 其導(dǎo)入噴霧干燥器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高分散片狀偏鎢酸銨的制備方法，其特征在于所述的碳酸 銨-偏鎢酸銨水溶液的總質(zhì)量分數(shù)為10 30%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的高分散片狀偏鎢酸銨的制備方法，其特征在于控制熱空氣 噴嘴的入口溫度為180 200°C。
5.如權(quán)利要求1或2所述的高分散片狀偏鎢酸銨的制備方法，其特征在于在下列條件 下噴霧干燥以得到高分散片狀偏鎢酸銨控制氣體流速為150 500ml/min，加料速度為 10_50ml/mino
6.如權(quán)利要求1或2所述的高分散片狀偏鎢酸銨的制備方法，其特征在于在下列條件 下噴霧干燥以得到高分散片狀偏鎢酸銨控制氣體流速為200 400ml/min，加料速度為 20_35ml/mino
7.如權(quán)利要求1所述的高分散片狀偏鎢酸銨的制備方法，其特征在于所述制備方法按 照如下步驟進行先將碳酸銨和偏鎢酸銨以質(zhì)量比2 5 10混合，再配制成總質(zhì)量分數(shù) 在10 30 %的碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液，所得碳酸銨_偏鎢酸銨水溶液先經(jīng)超聲振蕩5分 鐘以上使之充分分散，然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱空氣噴嘴的入口溫度為180 200°C， 控制氣體流速為200 400ml/min，加料速度為20-35ml/min，經(jīng)噴霧干燥后，即得到干燥的 高分散片狀偏鎢酸銨。
8.如權(quán)利要求1所述的高分散片狀偏鎢酸銨的制備方法，其特征在于所述制備方法 按照如下步驟進行先將碳酸銨和偏鎢酸銨以質(zhì)量比3 10混合，再配制成總質(zhì)量分數(shù)在 20%的碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液，所得碳酸銨_偏鎢酸銨水溶液先經(jīng)超聲振蕩5分鐘以上 使之充分分散，然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱空氣噴嘴的入口溫度為20(TC，控制氣體流速 為350ml/min，加料速度為30ml/min，經(jīng)噴霧干燥后，即得到干燥的高分散片狀偏鎢酸銨。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高分散片狀納米偏鎢酸銨的制備方法，包括如下步驟將碳酸銨和偏鎢酸銨以質(zhì)量比1～5∶10混合，再配制成質(zhì)量分數(shù)在5～50％的碳酸銨-偏鎢酸銨水溶液，然后導(dǎo)入噴霧干燥器，控制熱空氣噴嘴的入口溫度為180～220℃，經(jīng)噴霧干燥后，即得到干燥的高分散片狀偏鎢酸銨。本發(fā)明制得的偏鎢酸銨具有非常小的松密度，制備過程操作簡單，且無使用任何有機溶劑，其后續(xù)產(chǎn)品能很好地應(yīng)用于催化領(lǐng)域。
文檔編號C01G41/00GK101948136SQ20101027966
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者陳趙揚, 馬淳安 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)