一种金属离子沉淀抑制剂及其应用、抑制离子沉淀的方法技术

本申请属于离子沉淀技术领域，尤其涉及一种金属离子沉淀抑制剂及其应用、抑制金属离子沉淀的方法。本申请第一方面提供了一种金属离子沉淀抑制剂，包括：硅酸四乙酯、烷氧基硅烷和溶剂；所述烷氧基硅烷选自3

【技术实现步骤摘要】
一种金属离子沉淀抑制剂及其应用、抑制离子沉淀的方法


[0001]本申请属于离子沉淀
，尤其涉及一种金属离子沉淀抑制剂及其应用、抑制金属离子沉淀的方法。

技术介绍

[0002]稀土元素Ce、La、Y等具有广泛的用途，施用稀土都得先把固体稀土放入水中溶解，配制成一定浓度的溶液，这类稀土离子呈酸性，在碱性条件下极易生成沉淀，如pH＝6.7～8.0，Y
3+
开始产生Y(OH)3沉淀，pH＝3～4，Ce
3+
就开始产生沉淀Ce(OH)3，出现沉淀后，会严重影响使用效果。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供了一种金属离子沉淀抑制剂及其应用、抑制金属离子沉淀的方法，有效解决了金属离子在碱性环境中容易产生沉淀，影响使用的技术问题。
[0004]本申请第一方面提供了一种金属离子沉淀抑制剂，包括：
[0005]硅酸四乙酯、烷氧基硅烷和溶剂；
[0006]所述烷氧基硅烷选自3
‑
环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、乙烯基三乙氧硅烷 (VTEO)、γ
‑
巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)和γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MAPTS)中的一种或多种。
[0007]具体的，所述烷氧基硅烷为3
‑
环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)。
[0008]另一实施例中，所述溶剂选自水、甲醇、无水乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N
‑
甲基吡咯烷酮、丁酮、环己酮、甲酸乙酯、四氢呋喃、二氧六环、丙酮、四氯乙烷、丙腈、吡啶、环己醇、正丁醇、异丁醇、异丙醇、正丙醇、乙腈、二甲基乙酰胺、乙酸、碳酸乙烯酯、丙二腈、乙二醇、丙三醇和甲酰胺的一种或多种，优选为无水乙醇或异丁醇中的一种或多种。
[0009]另一实施例中，所述硅酸四乙酯与所述烷氧基硅烷的质量比为1：(0.05～10)。
[0010]另一实施例中，所述硅酸四乙酯与所述烷氧基硅烷的质量比为1： (0.087～1.74)。
[0011]另一实施例中，所述金属离子沉淀抑制剂，还包括表面活性剂、消泡剂和颜料中的一种或多种。
[0012]另一实施例中，
[0013]所述表面活性剂选自硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、季铵化物、卵磷脂、氨基酸型、甜菜碱型、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和甘胆酸钠中的一种或多种；
[0014]所述消泡剂选自乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；
[0015]所述颜料选自偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮、二恶嗪、芳甲烷系颜料、
氧化铁红、炭黑、金红石型钛白粉和丙烯颜料中的一种或多种。
[0016]具体的，所述表面活性剂的添加浓度为0.001～10g/mL，优选为 0.1～0.5g/mL；所述消泡剂的添加浓度为0.001g/mL～10g/mL，优选为 0.001g/mL～0.05g/mL；所述颜料的添加质量为0.01～5g，优选为0.01g～0.1g。
[0017]具体的，所述金属离子沉淀抑制剂的制备方法包括：将硅酸四乙酯、烷氧基硅烷和溶剂混合，制得金属离子沉淀抑制剂。
[0018]上述混合方法可采用恒温磁力搅拌器中保持室温下搅拌。
[0019]本申请第二方面公开了所述金属离子沉淀抑制剂在制备含有金属离子的无沉淀碱性溶胶中的应用。
[0020]具体的，所述金属离子选自Ce、La、Y、Cr、Ni、Mo、Ti、Nb、Cu、Pb、Te、Al、V和Mn中的一种或多种等离子。
[0021]另一实施例中，所述应用包括：
[0022]将金属离子溶液与所述的金属离子沉淀抑制剂混合，通过pH调节剂调节混合体系的pH至中性或碱性，制得含有金属离子的碱性溶胶。
[0023]具体的，所述混合体系的pH为7～14。
[0024]另一实施例中，所述pH调节剂选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸和硝酸中的一种或多种。
[0025]本申请第三方面公开了一种含有金属离子的无沉淀溶胶，包括：金属离子溶液、硅酸四乙酯、烷氧基硅烷和溶剂；其中，所述无沉淀溶胶的pH为中性或碱性。
[0026]具体的，所述金属离子溶液的金属离子选自Ce、La、Y、Cr、Ni、Mo、 Ti、Nb、Cu、Pb、Te、Al、V和Mn中的一种或多种中的一种或多种。
[0027]本申请提供的金属离子沉淀抑制剂适用于在碱性环境下容易发生沉淀的金属离子，如稀土金属离子Ce、La、Y，或者其他耐腐蚀金属离子如Cr、Ni、 Mo。
[0028]另一实施例中，所述金属离子在所述碱性溶胶的浓度为10
‑6～5mol/L；所述金属原子与所述硅原子的质量比范围为1:(1～10000)。
[0029]本申请第四方面提供了一种抑制金属离子沉淀的方法，包括：
[0030]将金属离子溶液、硅酸四乙酯、烷氧基硅烷和溶剂混合，通过pH调节剂调节混合体系的pH至中性或碱性，得到无沉淀的碱性溶胶。
[0031]具体的，所述混合体系的pH为7～14。
[0032]本申请发现了一种金属离子沉淀抑制剂，使得碱性条件下的金属离子溶胶不发生沉淀，该金属离子沉淀抑制剂可制备碱性下含有金属离子的无沉淀溶胶，扩大金属离子的应用领域。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0034]图1为本申请实施例1提供的一种含有Ni离子的溶胶的外观图；
[0035]图2为本申请实施例2提供的一种含有Cr离子的溶胶的外观图；
[0036]图3为本申请实施例3提供的一种含有Ni离子的溶胶的外观图；
[0037]图4为本申请实施例4提供的一种含有Ni离子的溶胶的外观图；
[0038]图5为本申请实施例5提供的不同TEOS与GPTMS的质量比的含有Ni 离子的溶胶的外观图；
[0039]图6为本申请实施例6提供的含有Ni离子的溶胶的外观图；
[0040]图7为本申请实施例7提供的含有Y离子的溶胶的外观图；
[0041]图8为本申请实施例8提供的含有La离子的溶胶的外观图；
[0042]图9为本申请实施例9提供的添加不同助剂(表面活性剂或消泡剂)的含有Cr离子的溶胶的外观图；
[0043]图10为本申请对比例1提供的两种对比溶胶的外观图。
具体实施方式
[0044]本申请提供了一种金属离子沉淀抑制剂及其应用、抑制金属离子沉淀的方法，用于解决现有技术中金属离子在碱性环境中容易产生沉淀，影响使用的技术缺陷。
[0045]下面将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属离子沉淀抑制剂，其特征在于，包括：硅酸四乙酯、烷氧基硅烷和溶剂；所述烷氧基硅烷选自3
‑
环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、γ
‑
巯基丙基三甲氧基硅烷和γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的金属离子沉淀抑制剂，其特征在于，所述溶剂选自水、甲醇、无水乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N
‑
甲基吡咯烷酮、丁酮、环己酮、甲酸乙酯、四氢呋喃、二氧六环、丙酮、四氯乙烷、丙腈、吡啶、环己醇、正丁醇、异丁醇、异丙醇、正丙醇、乙腈、二甲基乙酰胺、乙酸、碳酸乙烯酯、丙二腈、乙二醇、丙三醇和甲酰胺中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的金属离子沉淀抑制剂，其特征在于，所述硅酸四乙酯与所述烷氧基硅烷的质量比为1：(0.05～10)。4.根据权利要求1所述的金属离子沉淀抑制剂，其特征在于，还包括表面活性剂、消泡剂和颜料中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的金属离子沉淀抑制剂，其特征在于，所述表面活性剂选自硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、季铵化物、卵磷脂、氨基酸型、甜菜碱型、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、十...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟国哲，任盼盼，刘国强，杨柳，曾彦玮，郭宏磊，雷冰，冯志远，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：