[发明专利]Wells‑Dawson型磷钨酸及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷钨酸制备领域，且特别涉及一种Wells-Dawson型磷钨酸及其制备方法。

背景技术

杂多酸(Polyoxometalates)是杂原子(如P、Si、Co等)含氧酸和多原子(如Mo、W、V等)含氧酸按一定的结构缩合、脱水组成的一类含氧多酸，其既具有强酸性，又具有氧化还原性，被广泛的应用于催化剂领域。磷钨酸是一种常用的杂多酸，其具有较强的酸性、优异的导电性和强氧化性能，在光催化降解有机废水领域得到了广泛的应用。常见的磷钨酸具有两种结构：Keggin型([XM₁₂O₄₀]^n-)和Wells-Dawson型([X₂M₁₈O₆₂]^n-)，其中，Keggin型磷钨酸应用广泛，相关的研究论文和专利也较多，Wells-Dawson型磷钨酸的研究相对较少，但Wells-Dawson型磷钨酸相比Keggin型磷钨酸具有更为丰富的酸和更好的热稳定性，其对于某些酸的催化反应也具有更好的催化性能。

R.G.Finke(Inorg.Chem.26(1987)3886-3896)、C.R.Graham(Inorg.Chem.47(2008)3679-3686)、C.H.M.Hu(J.Catal.143(1993)437-448)等人均报道了关于Wells-Dawson型磷钨酸的制备方法，其均是以钨酸钠作为原料，制备得到的Wells-Dawson型磷钨酸中残留的磷钨酸钠或钠离子等杂质的含量较高，降低了最终产品的纯度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Wells-Dawson型磷钨酸的制备方法，该方法能够避免向制备得到的磷钨酸中引入Na离子，提高了成品的纯度，且该方法收率高，工艺简单，操作方便。

本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的Wells-Dawson型磷钨酸，其具有纯度高，杂质少的优点。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种Wells-Dawson型磷钨酸的制备方法，包括以下步骤：

将三氧化钨粉末加入到60-80℃的磷酸中搅拌均匀，并在120-180℃下反应12-24小时得到磷钨酸溶液，磷酸与三氧化钨的摩尔比为12-18:1；

将磷钨酸溶液酸化后使用乙醚萃取分离。

进一步地，在本发明较佳实施例中，三氧化钨粉末的粒度为30-60μm。

进一步地，在本发明较佳实施例中，三氧化钨粉末在6-10小时内分批加入到磷酸中。

进一步地，在本发明较佳实施例中，三氧化钨粉末分成9-12份分批加入到磷酸中。

进一步地，在本发明较佳实施例中，三氧化钨粉末加热到60-80℃后加入到磷酸中。

进一步地，在本发明较佳实施例中，三氧化钨与磷酸搅拌均匀后在160-170℃下反应12-16小时得到磷钨酸溶液。

进一步地，在本发明较佳实施例中，三氧化钨粉末与磷酸混合后使用水浴或微波加热至120-180℃下反应。

进一步地，在本发明较佳实施例中，酸化的方法是：将磷钨酸溶液与无机酸混合放置3-5小时。

进一步地，在本发明较佳实施例中，乙醚萃取分离的方法是：将酸化后的磷钨酸溶液使用乙醚萃取5-8次，将收集的下层液在100-120℃下干燥6-12小时。

本发明还提供了一种使用上述制备方法制备得到的Wells-Dawson型磷钨酸。

本发明实施例的Wells-Dawson型磷钨酸及其制备方法的有益效果是：本发明提供的方法是将三氧化钨粉末加入到60-80℃的磷酸中，并在120-180℃下反应12-24小时得到磷钨酸溶液，随后将磷钨酸溶液酸化后使用乙醚萃取分离得到磷钨酸，该方法使用三氧化钨代替钨酸钠作为原料，避免了向产物中引入Na离子，提高了磷钨酸成品的收率和纯度，且该制备方法工艺简单，操作方便，适合工业化大规模生产使用。本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的Wells-Dawson型磷钨酸，其具有纯度高，杂质少的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。