一种三氯化铑水合物的制备方法技术

本发明专利技术属于催化剂合成技术领域。本发明专利技术提供了一种三氯化铑水合物的制备方法，包含如下步骤：将氯铑酸盐溶液和还原剂进行反应，得到铑粉；将铑粉和氯气进行反应，得到含铑混合物；将含铑混合物和盐酸反应后过滤，得到氯铑酸溶液；将氯铑酸溶液进行旋转蒸发，得到三氯化铑水合物。本发明专利技术的原料采用铑回收过程的中间产物氯铑酸钠或氯铑酸钾，通过还原剂制备得到活性较高的铑粉，提高单次反应收率；本发明专利技术利用正压反应器直接将不溶于水的三氯化铑转变为能溶解于水的氯铑酸溶液，再通过旋蒸即可得到三氯化铑水合物，能够避免使用大量去离子水洗涤，从而减少废液的产生。从而减少废液的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种三氯化铑水合物的制备方法


[0001]本专利技术涉及催化剂合成
，尤其涉及一种三氯化铑水合物的制备方法。

技术介绍

[0002]三氯化铑水合物是一种重要的催化剂前驱体，由于金属铑非常难溶于各种酸，因此许多重要的铑催化剂，如三苯基膦氯铑、三苯基膦乙酰丙酮羰基铑、醋酸铑等都由三氯化铑制备得到。最常用的三氯化铑的制备方法是由铑粉与氯化钠(钾)中温氯化得到氯铑酸钠(钾)，再加入碱得到铑的氢氧化物沉淀，将沉淀中的氯离子洗涤干净后再加入盐酸溶解后蒸发得到。也有将铑粉用硫酸氢钠(钾)溶解得到硫酸钠(钾)，再水解得到氢氧化铑，洗涤干净后加入盐酸溶解蒸发得到三氯化铑水合物。
[0003]现有技术中提到使用中温氯化法制备六氯铑酸盐，先将铑粉与氯气在400～800℃下反应生成无水三氯化铑，然后与氯化钠(钾)固体研磨混合，再加热至600～900℃，将无水三氯化铑转化为水溶性六氯铑酸盐。该方法操作复杂，最后并没有得到三氯化铑水合物。
[0004]现有技术中还提到使用中温氯化法得到氯铑酸钠溶液，进一步水解形成氢氧化铑溶液，用去离子水漂洗沉淀去除钠离子，再在沉淀中加入浓盐酸加热得到三氯化铑溶液，最后用喷雾干燥法得到三氯化铑水合物。所加入的配剂中丙酮有残留在三氯化铑中的风险，并且喷雾干燥会造成物料的损耗，虽然该方法中提到尾气中的三氯化铑晶体可以用酸溶解后碱液回收，但是需要的碱量非常大，而且回收的三氯化铑溶液体积巨大会导致铑含量较低，进而使得回收率降低、回收效率下降。
[0005]现有技术还提到利用交流电在U形电解池中将铑粉溶解于盐酸溶液中得到氯铑酸水溶液，然后进行结晶得到三氯化铑水合物或无水三氯化铑。此方法流程简单，但是处理周期偏长，电解过程中容易产生氯气污染环境，不适于批量生产。
[0006]现有技术中通常都是先得到氢氧化铑沉淀，再通过洗涤除去杂质离子，最后加入盐酸溶解得到三氯化铑水合物，工艺较为复杂，需要消耗大量的试剂并产生大量废水；电解法处理周期偏长，处理量小且产生大量废气。
[0007]因此，研究开发一种减少废液、提高物料利用率和反应效率、对环境无污染的三氯化铑水合物的制备方法，具有重要的价值和意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对现有技术的不足提供一种三氯化铑水合物的制备方法。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种三氯化铑水合物的制备方法，包含如下步骤：
[0011]1)将氯铑酸盐溶液和还原剂进行反应，得到铑粉；
[0012]2)将铑粉和氯气进行反应，得到含铑混合物；
[0013]3)将含铑混合物和盐酸反应后过滤，得到氯铑酸溶液；
[0014]4)将氯铑酸溶液进行旋转蒸发，得到三氯化铑水合物。
[0015]作为优选，步骤1)所用氯铑酸盐为氯铑酸钠或氯铑酸钾；所述还原剂包含甲酸、水合肼或甲酸钠二水合物。
[0016]作为优选，当还原剂为甲酸或甲酸钠二水合物时，氯铑酸盐和还原剂的摩尔比为2：3～9；当还原剂为水合肼时，氯铑酸盐和还原剂的摩尔比为4：3～9。
[0017]作为优选，步骤2)所述反应的温度为300～600℃，时间为1～5h。
[0018]作为优选，步骤2)所述氯气的流速为0.1～5L/min，所述含铑混合物包含无水三氯化铑和铑粉。
[0019]作为优选，步骤3)中，铑和盐酸的质量比为1：20～1000，盐酸的质量浓度为5～37％。
[0020]作为优选，步骤3)所述反应的温度为30～90℃，时间为0.5～3h。
[0021]作为优选，步骤3)所述反应在10～100KPa的压力下进行。
[0022]作为优选，步骤4)所述旋转蒸发的温度为50～85℃。
[0023]本专利技术的有益效果包括以下几点：
[0024]1)本专利技术的原料采用铑回收过程的中间产物氯铑酸钠或氯铑酸钾，通过还原剂制备得到活性较高的铑粉，本专利技术得到的铑粉更容易与氯气发生反应，提高单次反应收率。
[0025]2)本专利技术利用正压反应器直接将不溶于水的三氯化铑转变为能溶解于水的氯铑酸溶液，再通过旋蒸即可得到三氯化铑水合物，能够避免使用大量去离子水洗涤，从而减少废液的产生。
[0026]3)本专利技术的旋转蒸发过程中产生的冷凝液能够作为溶解液再次使用，有效减少了废液的产生。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种三氯化铑水合物的制备方法，包含如下步骤：
[0028]1)将氯铑酸盐溶液和还原剂进行反应，得到铑粉；
[0029]2)将铑粉和氯气进行反应，得到含铑混合物；
[0030]3)将含铑混合物和盐酸反应后过滤，得到氯铑酸溶液；
[0031]4)将氯铑酸溶液进行旋转蒸发，得到三氯化铑水合物。
[0032]本专利技术步骤1)优选调节氯铑酸盐溶液的pH值，得到混合液；所述混合液优选包含澄清溶液和沉淀；将还原剂缓慢加入煮沸的沉淀中进行反应，得到铑粉；调节pH值所用的试剂优选为碱溶液；所述pH值优选调节至7～12，进一步优选8～11，更优选9～10；所述碱溶液的质量浓度优选为5～20％，进一步优选为8～16％，更优选为10～13％；所述碱溶液优选为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
[0033]本专利技术步骤1)加入还原剂时，沉淀的温度优选为90～150℃，进一步优选为100～140℃，更优选为110～120℃；还原剂加入的速率优选为0.5～20g/min，进一步优选为2～10g/min，更优选为5～8g/min。
[0034]本专利技术步骤1)所用氯铑酸盐优选为氯铑酸钠或氯铑酸钾；所述还原剂优选包含甲酸、水合肼或甲酸钠二水合物；所述水合肼优选为水合肼溶液，水合肼溶液中，水合肼的质量分数优选为75～85％，进一步优选为78～82％，更优选为80％，水合肼溶液的溶剂为水。
[0035]本专利技术步骤1)中，当还原剂为甲酸或甲酸钠二水合物时，氯铑酸盐和还原剂的摩
尔比优选为2：3～9，进一步优选为2：4～8，更优选为2：5～6；当还原剂为水合肼时，氯铑酸盐和还原剂的摩尔比优选为4：3～9，进一步优选为4：4～8，更优选为4：5～6。
[0036]本专利技术的氯铑酸盐溶液中，铑的质量分数优选为3～7％，进一步优选为4～6％，更优选为5％。
[0037]本专利技术的氯铑酸钠和氢氧化钠溶液反应的化学方程式如(1)所示；本专利技术的沉淀和还原剂反应的化学方程式如(2)～(4)所示：
[0038]Na3RhCl6(l)+3NaOH(l)+H2O(l)＝Rh(OH)3·
H2O(s)+6NaCl(l)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0039]2Rh(OH)3·
H2O(s)+3HCOONa
·
2H2O(s)＝2Rh(s)+7H2O(l)+3CO2(g)+3NaOH(l)
ꢀꢀꢀ
(2)
[0040]2Rh(OH)3·...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三氯化铑水合物的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：1)将氯铑酸盐溶液和还原剂进行反应，得到铑粉；2)将铑粉和氯气进行反应，得到含铑混合物；3)将含铑混合物和盐酸反应后过滤，得到氯铑酸溶液；4)将氯铑酸溶液进行旋转蒸发，得到三氯化铑水合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所用氯铑酸盐为氯铑酸钠或氯铑酸钾；所述还原剂包含甲酸、水合肼或甲酸钠二水合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，当还原剂为甲酸或甲酸钠二水合物时，氯铑酸盐和还原剂的摩尔比为2：3～9；当还原剂为水合肼时，氯铑酸盐和还原剂的摩尔比为4：3～9。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏青，刘斌，谢智平，潘剑明，马银标，王冠群，陈华，黄鹏，杨立强，王惟，鞠景喜，施春苗，
申请(专利权)人：浙江微通催化新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：