[发明专利]室温条件下制备金属钴和镍粉末的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种室温条件下制备金属钴和镍粉末的方法。

背景技术

钴呈银灰色，硬而有延展性，且均比铁强，但比铁磁性则较弱。钴的化合价+2和+3，常温下与水和空气不起反应，能逐渐溶于稀盐酸和硫酸，易溶于硝酸。由于钴具有不可替代的物理、化学性能，应用领域非常广泛，包括可充电电池材料、超硬耐热硬质合金、石化催化剂、陶瓷色釉料、磁性材料、饲料添加剂、医药品等行业。钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一，钴还作为催化剂应用于石油化工行业，作为粘合剂应用于橡胶轮胎行业。

镍是银白色金属，质坚硬，具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蚀性，在空气中不被氧化，又耐强碱。在稀酸中可缓慢溶解；对氧化剂溶液包括硝酸在内，均不发生反应。镍是一个中等强度的还原剂。主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金，如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金，含镍成分较高的铜镍合金，就不易腐蚀。也作加氢催化剂和用于陶瓷制品、特种化学器皿、电子线路、玻璃着绿色以及镍化合物制备等等。

磁性纳米微粒的制备方法主要有物理方法和化学方法。物理方法制备纳米微粒一般采用真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法等。但是用物理方法制备的样品一般产品纯度低、颗粒分布不均匀，

采用化学方法获得的纳米微粒的粒子一般质量较好，操作方法也较为容易，生产成本也较低，是目前研究、生产中主要采用的方法。

金属钴和镍粉末的化学制备方法，包括比较共沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水解法、水热法等。上述方法都必须经过高温下反应或加热处理，能源消耗大，工艺复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺易控制，制备周期短，生产成本低，能耗小，且无环境污染的室温条件下制备金属钴和镍粉末的方法。

本发明的室温条件下制备金属钴和镍粉末的方法，包括下列步骤：

(1)将钴盐或镍盐放入研钵中研磨，所述的钴盐为氯化钴，所述的镍盐为氯化镍；

(2)待钴盐或镍盐充分研磨后加入强还原剂粉末，再研磨，其中：强还原剂粉末与钴盐或镍盐加入量的质量比为1∶0.5-1∶5，所述的强还原剂粉末为硼氢化钠；

(3)在研钵中加入去离子水，使钴盐或镍盐在溶液中的质量溶度为1-2％；

(4)待气泡不再产生，将得到的物质用去离子水和乙醇超声清洗2-3分钟，此过程要重复进行三次，然后采用磁分离技术进行分离、在室温下干燥24h，最终得到稳定存在的金属钴或镍粉末。

本发明制备的纳米金属钴粉末所有XRD谱衍射峰可以按照JCPDS卡片No.05-0727和15-0806，对应于面心立方结构和密排六方的Co标准谱；制备的纳米金属镍粉末所有XRD谱衍射峰可以按照JCPDS卡片No.49-1720，对应于面心立方结构Ni标准谱。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明制备金属钴和镍粉末为室温合成，将反应物在室温下进行还原，克服了化学合成中复杂的后处理过程以及高温耗能等问题。

2.本发明的制备方法中所采用原料简单，且都为初级化学原料，因而制备成本较低。

3.本发明操作简单，工艺易控制，制备周期短，生产成本低，能耗小，且无环境污染。

附图说明

图1为采用本发明所得金属钴的X射线衍射分析图(XRD)

其中：横坐标表示衍射角角度，纵坐标表示强度。

图2为采用本发明所得金属镍的X射线衍射分析图(XRD)

其中：横坐标表示衍射角角度，纵坐标表示强度。

具体实施方式

实施例1

一种室温条件下制备金属钴粉末的方法：将0.1g氯化钴盐放入研钵中，研磨，得到钴盐粉末；加入0.5g硼氢化钠粉末，充分研磨；加入10mL去离子水，产生大量气泡并有灰黑色沉淀；待气泡不再产生，使用去离子水和乙醇超声各清洗三次，每次2-3分钟，然后采用磁分离技术进行分离、在室温下干燥24h，最终得到稳定存在的金属钴粉末；X-射线鉴定为两相Co，XRD谱如图1所示。

实施例2

一种室温条件下制备金属钴粉末的方法：将0.2g氯化钴盐放入研钵中，研磨，得到钴盐粉末；加入0.1g硼氢化钠粉末，充分研磨；加入10mL去离子水，产生大量气泡并有灰黑色沉淀；待气泡不再产生，使用去离子水和乙醇超声各清洗三次，每次2-3分钟，然后采用磁分离技术进行分离、在室温下干燥24h，最终得到稳定存在的金属钴粉末；X-射线鉴定为两相Co，XRD谱如图1所示。

实施例3