[发明专利]亚铬酸钠的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种亚铬酸钠的制造方法。

背景技术

亚铬酸钠除了具有特有的放出和吸收钠离子的性能以外，还具有层状结构。因此，亚铬酸钠用作二次电池中的正极材料。此外，如专利文献1中所公开的，亚铬酸钠还用作能够在高温液体钠中和高真空中使用的固体润滑剂。

亚铬酸钠通过例如非专利文献1中所述的方法制造；即，通过将碳酸钠粉末与氧化铬粉末混合在一起，随后在惰性气体气氛中对所得混合物进行加热而制造。

然而，除了亚铬酸钠以外，上述方法还形成诸如铬酸钠(Na₂CrO₄)和CrOOH等副产物。因此，需要减少副产物的量的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-295894号公报

非专利文献

非专利文献1：Electrochem.Commun.，第12卷(2010)

发明内容

本发明要解决的问题

因此，本发明的目的在于提供一种以高收率制造亚铬酸钠的方法。

解决问题的手段

因此，在第一方面中，本发明提供一种亚铬酸钠的制造方法。该制造方法将氧化铬粉末与碳酸钠粉末的混合物的水含量调节为1,000ppm以下。随后，在惰性气体气氛中在碳酸钠与氧化铬进行煅烧反应的煅烧温度下对所述混合物进行加热。

常规的亚铬酸钠制造方法导致形成六价铬副产物。本发明人发现，当在850℃下进行煅烧时，水与氧化铬发生反应或者水、氧化铬和碳酸钠发生反应，从而形成副产物。本发明人基于该发现提出了亚铬酸钠的制造方法。利用该方法，在所述混合物中基本上不存在水，由此抑制了副产物的形成且使得能够实现亚铬酸钠的高收率。

上述亚铬酸钠的制造方法优选还包括加热处理，其中通过在惰性气体气氛中且在水、氧化铬和碳酸钠的反应以及水和氧化铬的反应中的至少一种反应不发生的非反应温度下对混合物进行加热而将所述混合物内的水含量调节为1,000ppm以下，并且在加热处理之后，在惰性气体气氛中且在煅烧温度下对混合物进行加热。

在本发明的该方面中，通过在非反应温度下对碳酸钠粉末与氧化铬粉末的混合物进行加热，从混合物中除去水。随后，在碳酸钠与氧化铬进行煅烧反应的煅烧温度下对混合物进行加热。通过连续进行从混合物中除去水的步骤和在煅烧温度下对混合物进行煅烧以形成亚铬酸钠的步骤，水难以渗入混合物。结果，可以在氧化铬与碳酸钠的混合物基本上不含水的状态下对混合物进行煅烧反应。因为由此抑制了水与氧化铬的反应或者水、氧化铬和碳酸钠的反应，所以可以抑制由这些反应引起的副产物形成，因此使得可以提高亚铬酸钠的收率。

在本发明的亚铬酸钠的制造方法中，非反应温度优选在300～400℃的范围内。

可以通过加热到至少300℃而将碳酸钠水合物中的水除去。此外，在300～400℃的范围内，水、氧化铬和碳酸钠不发生反应；水与氧化铬也不发生反应。因此，在本发明中，为了除去在碳酸钠中存在的水和碳酸钠水合物中的水，将非反应温度调节为300～400℃。因为由此抑制了水与氧化铬的反应以及水、氧化铬和碳酸钠的反应，所以可以抑制副产物的形成。

在本发明的亚铬酸钠的制造方法中，优选在将碳酸钠粉末与氧化铬粉末混合在一起之前对碳酸钠进行干燥。

在制造亚铬酸钠时，如果未精确地称量碳酸钠粉末和氧化铬粉末，碳酸钠和氧化铬中的无论哪一种物质过量存在都不能发生反应，且即使在煅烧之后，也保持未反应。因此，必须精确地称量原料。

然而，碳酸钠的特性是其易于吸收水。结果，即使以无水碳酸钠的形式提供，到使用时，碳酸钠也会吸收空气中的水。因此，当在不首先进行干燥的情况下以合成所需要的量称量碳酸钠时，已除去水的碳酸钠的实际量(在下文中称为“实际量”)小于需要量。结果是相对于碳酸钠的量，氧化铬过量，且未反应的氧化铬残留在煅烧之后的产物中。

为了解决该问题，本发明在混合碳酸钠粉末与氧化铬粉末之前对碳酸钠进行干燥，由此使得能够精确地称量碳酸钠。结果，可以抑制保持未反应的氧化铬的量，从而使得可以提高亚铬酸钠的收率。

在本发明的亚铬酸钠的制造方法中，优选在减压下且在50～300℃的温度下对碳酸钠粉末进行干燥。

碳酸钠形成水合物。因此，优选从碳酸钠的水合物中除去水。通过在上述条件下对碳酸钠粉末进行干燥，与在大气压下干燥相比，可以在更短的时间内实现干燥。

在本发明的亚铬酸钠的制造方法中，还优选在大气压下且在300～850℃的温度下对碳酸钠粉末进行干燥。