利用阴离子交换树脂作为离子交换媒介合成碘化甲脒的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用阴离子交换树脂作为离子交换媒介合成碘化甲脒的方法，首先将出厂型为Cl型的强碱性阴离子交换树脂中的氯离子置换为碘离子，再和醋酸甲脒进行反应，得到阴离子为醋酸根的交换树脂和碘化甲脒，过滤除去不溶的阴离子交换树脂，得到产物碘化甲脒。该方法使用安全、廉价的碘化钠或碘化钾作碘源，采用阴离子交换树脂作为离子交换媒介合成碘化甲脒，不仅避免了使用HI过程中存在的安全隐患，而且采用普通固液过滤分离方法即可实现碘化甲脒的有效分离，解决了碘化甲脒和副产物醋酸钠或醋酸钾难分离的问题。本发明专利技术制备方法安全，经济，合成的碘化甲脒纯度高，适合工业化中大规模生产。中大规模生产。中大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
利用阴离子交换树脂作为离子交换媒介合成碘化甲脒的方法


[0001]本专利技术属于钙钛矿光伏材料前驱体碘化甲脒的合成
，具体涉及一种利用阴离子交换树脂作离子交换媒介，用碘化钾或碘化钠作碘源合成碘化甲脒的方法。

技术介绍

[0002]碘化甲脒作为钙钛矿光吸收层的前驱体材料，其合成过程均需要氢碘酸的参与。氢碘酸作为一种强酸，有强腐蚀作用，其蒸气或烟雾对眼睛、皮肤、粘膜和呼吸道有强烈的刺激作用，可致人体灼伤。因此，在工业化的大规模生产中，大量使用氢碘酸，存在巨大的安全隐患。
[0003]但是直接使用碘化钠或碘化钾合成碘化甲脒时，其副产物醋酸钠或醋酸钾与产物碘化甲脒溶解性极为相似，难以分离产物和副产物。因此，利用价格更加低廉，操作更加安全的碘化钠或碘化钾作碘源，并解决副产物与碘化甲脒的分离问题，对工业化大规模安全生产碘化甲脒具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种利用阴离子交换树脂作为离子交换媒介合成碘化甲脒的方法，以解决大量使用氢碘酸存在的安全隐患，以及使用碘化钠或碘化钾合成碘化甲脒过程中，难分离产物碘化甲脒和副产物醋酸钠或醋酸钾的问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案由下述步骤组成：
[0006](1)预处理阴离子交换树脂
[0007]将出厂型为Cl型的强碱性阴离子交换树脂在饱和NaCl溶液中浸泡1～3天，得到饱和的Cl型阴离子交换树脂，再通过过滤除去NaCl溶液，并用蒸馏水洗涤，除去树脂表面残留的NaCl，得到预处理的Cl型阴离子交换树脂。
[0008](2)Cl型阴离子交换树脂置换为I型
[0009]在预处理的Cl型阴离子交换树脂中加入NaI水溶液或KI水溶液，在室温下搅拌1～3天；置换结束后，过滤除去NaI水溶液或KI水溶液，用蒸馏水洗涤，得到I型阴离子交换树脂。将阴离子交换树脂由Cl型置换为I型的合成路线为：
[0010][0011]该步骤的主要目的是将阴离子树脂由Cl型置换为I型。因此，在该步骤中NaI或KI水溶液浓度越高，将阴离子树脂由Cl型置换为I型的速度越快，置换所需时间越短。
[0012](3)用I型阴离子交换树脂制备碘化甲脒
[0013]在I型阴离子交换树脂中加入醋酸甲脒水溶液，在室温下搅拌1～3天；置换结束后，过滤除去不溶的阴离子交换树脂，将得到的滤液再用新的I型阴离子交换树脂重复置换1～3次，最后将置换结束得到的滤液通过旋转蒸发仪旋干溶剂，真空干燥后得到碘化甲脒。用I型阴离子交换树脂制备碘化甲脒的合成路线为：
[0014][0015]上述合成路线中，
⊕
Cl
‑
表示Cl型阴离子交换树脂；
⊕
I
‑
表示I型阴离子交换树脂为；
⊕
CH3COO
‑
表示CH3COO型阴离子交换树脂。
[0016]该步骤的主要目的是使原料醋酸甲脒反应充分。因此，在该步骤中醋酸甲脒水溶液浓度越高，将醋酸甲脒完全置换为碘化甲脒的速度越慢，所需时间越长。
[0017]上述步骤(1)中，所述强碱性阴离子交换树脂为717强碱性阴离子交换树脂、711强碱性阴离子交换树脂、213强碱性阴离子交换树脂，D202强碱性阴离子交换树脂中任意一种。
[0018]上述步骤(2)中，优选所述NaI水溶液或KI水溶液的浓度为1～5mol/L。
[0019]上述步骤(3)中，优选醋酸甲脒水溶液的浓度为0.2～1mol/L。
[0020]本专利技术的有益效果如下：
[0021]本专利技术用NaI或KI做碘源，采用出厂型为Cl型的强碱性阴离子交换树脂作为离子交换媒介，从而实现碘化甲脒的成功合成。与其他方法对比，采用成本低廉的NaI或KI作原料，不仅避免了使用HI过程中存在的安全隐患，而且采用普通固液过滤分离方法即可实现碘化甲脒的有效分离，解决了碘化甲脒和副产物醋酸钠或醋酸钾难分离的问题。本专利技术制备方法安全，经济，合成的碘化甲脒纯度高，适合工业大规模生产。
附图说明
[0022]图1是实施例1合成的碘化甲脒的XRD谱图。
[0023]图2是实施例1合成的碘化甲脒的IR谱图。
[0024]图3是实施例1合成的碘化甲脒的1H NMR谱图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不仅限于这些实施例。
[0026]实施例1
[0027](1)预处理阴离子交换树脂
[0028]取120g出厂型为Cl型的717强碱性阴离子交换树脂(由福晨(天津)化学试剂有限公司提供)，加入到200mL饱和的NaCl溶液中浸泡3天，得到饱和的Cl型阴离子交换树脂，再通过过滤除去NaCl溶液，并用蒸馏水洗涤3次，除去树脂表面残留的NaCl，得到预处理的Cl型阴离子交换树脂。
[0029](2)Cl型阴离子交换树脂置换为I型
[0030]在预处理的Cl型阴离子交换树脂中加入100mL浓度为1mol/L的NaI水溶液，在室温下搅拌3天；置换结束后，过滤除去NaI水溶液，用蒸馏水洗涤3次，得到I型阴离子交换树脂。
[0031](3)用I型阴离子交换树脂制备碘化甲脒
[0032]取40g I型阴离子交换树脂，将其加入到100mL浓度为0.2mol/L的醋酸甲脒水溶液中，在室温下搅拌1天。第1次置换结束后，过滤除去不溶的阴离子为醋酸根的交换树脂，将得到的滤液中再加入新的40g I型阴离子交换树脂，并在室温下搅拌1天。然后过滤除去不
溶的阴离子为醋酸根的交换树脂，完成第2次置换。最后，在第2次置换得到的滤液中加入40g I型阴离子交换树脂，在室温下搅拌1天，过滤除去不溶的阴离子为醋酸根的交换树脂，完成第3次置换。将经过3次置换后得到的滤液通过旋转蒸发仪旋干溶剂，最后70℃真空干燥24h，得到3.02g碘化甲脒。
[0033]由图1和图2可见，本实施例合成的碘化甲脒与安耐吉购买的纯度为99.5％的碘化甲脒XRD谱图和IR谱图相一致，表明碘化甲脒的成功合成。由图3可见，在8.66～9.02ppm，积分为1.99和2.02代表碘化甲脒中两个
‑
NH2的氢，在7.88ppm，积分为1.00代表碘化甲脒中
‑
CH的氢，1H NMR同样表明了碘化甲脒的成功合成。
[0034]实施例2
[0035](1)预处理阴离子交换树脂
[0036]取120g出厂型为Cl型的717强碱性阴离子交换树脂，加入到200mL饱和的NaCl溶液中浸泡3天，得到饱和的Cl型阴离子交换树脂，再通过过滤除去NaCl溶液，并用蒸馏水洗涤3次，除去树脂表面残留的NaCl，得到预处理的Cl型阴离子交换树脂。
[0037](2)Cl型阴离子交换树脂置换为I型
[0038]在预处理的Cl型阴离子交换树脂中加入100mL浓度为3mol/L的NaI水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用阴离子交换树脂作为离子交换媒介合成碘化甲脒的方法，其特征在于该方法由下述步骤组成：(1)预处理阴离子交换树脂将出厂型为Cl型的强碱性阴离子交换树脂在饱和NaCl溶液中浸泡1～3天，得到饱和的Cl型阴离子交换树脂，再通过过滤除去NaCl溶液，并用蒸馏水洗涤，除去树脂表面残留的NaCl，得到预处理的Cl型阴离子交换树脂；(2)Cl型阴离子交换树脂置换为I型在预处理的Cl型阴离子交换树脂中加入NaI水溶液或KI水溶液，在室温下搅拌1～3天；置换结束后，过滤除去NaI水溶液或KI水溶液，用蒸馏水洗涤，得到I型阴离子交换树脂；(3)用I型阴离子交换树脂制备碘化甲脒在I型阴离子交换树脂中加入醋酸甲脒水溶液，在室温下搅拌1～3天；置换结束后，过滤除去不溶的阴离子交换树脂，将得到的滤液...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹睿，孔佳繁，张伟，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：