[发明专利]用于制备锌酸钙晶体的方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备锌酸钙晶体的方法。

特别地，本发明涉及一种在大量过量的水中且尤其不特别加热的情况下，通过微碾磨至少包含氧化锌和氢氧化钙的混合物进行的制备锌酸钙晶体的方法。

本发明还涉及根据上述定义的方法获得的锌酸钙晶体的粉末或悬浮液。

本发明还涉及使用上述方法获得的用于制备下述的锌酸盐晶体的用途：碱性电化学发生器(alkaline electrochemical generator)的锌阳极、用于生产生物柴油的非均相催化剂或抗真菌产品。

背景技术

式Ca[Zn(OH)₃]₂.2H₂O的锌酸钙鉴于它在不同领域中的用途，特别是碱性电化学发生器如镍(Ni)/锌(Zn)碱性蓄电池中的用途已成为广泛研究的课题。为了形成这样的碱性电池，可将锌酸钙特别地掺入到锌电极的活性物质中。

为此，在现有技术的最近大约60年中已对许多合成方法进行了研究。

首先提出的方法是在碱性介质中化学地合成锌酸钙晶体。

从1958年，SU116812(以下称为“Zhulidov”)描述了一种在装备有锌阳极和阴极并含有苛性钠溶液的罐中进行电解生产的方法，该方法包括使氢氧化钙的浓悬浮液与通过电解释放的氧化锌反应。浴的温度限制在80℃，并通过添加定期补偿蒸发的水分。没有指出操作的持续时间。将得到的产物洗涤并倾析数次以除去苛性钠。最终产品的锌酸盐含量为35％至40％，没有给出关于测量方法的细节。

由“电化学学会期刊(Journal of the electrochemical society)”(下文称为“Sharma”)，1986年11月出版的标题为“锌酸钙的物理化学性质(Physicochemical Properties of Calcium Zincate)”的Ram A.Sharma的出版物描述了纯锌酸钙晶体的制备，通过在按重量计20％的氢氧化钾(KOH)中使溶解的氧化锌以及逐渐加入的氢氧化钙反应。整个反应持续总共约24小时。将产物洗涤并倾析数次以除去氢氧化钾。最终产品由纯的片状锌酸钙晶体构成，通常具有非常特征的四方晶格，且所得的其平均尺寸为约30μm。该方法通常被参考，因为它在实验室中相对容易进行，并且可以获得纯的和良好表征的产物(X射线衍射，XRD，具有在2θ＝14.14°和28.57°的特征峰的光谱)。

其它出版物描述了合成锌酸钙晶体的类似方法。可特别提到以下文件：US 3607409、WO 98/44579、WO 2006/032208或C.S.Xavier的标题为“CaZn(OH)2.2H2O粉末的新加工方法：光致发光和生长机制(A new processing method of CaZn(OH)2.2H2O powders:photoluminescence and growth mechanism)”的出版物，出版于ELSEVIER并且出版在科学综述“固态科学11(Solid State Sciences 11)”(2009)2173-2179中；或Jinhao Hao的标题为“锌酸钙的简单制备路径及其在Ni-ZN电池中的应用(A Facile Route for the Preparation of Calcium Zincate and its Application in Ni-ZN Batteries)”的出版物，出版于科学综述“电化学学会期刊(Journal of the Electrochemical Society)”，161(5)A704-A707(2014)中。

用于制备锌酸钙晶体的现有技术中提出的第二种方法在于通过热化学合成这些晶体。

Shengwei Wang的标题为“通过不使用强碱的固相合成方法合成的锌酸钙的研究(Study of calcium zincate synthesized by solid-phase synthesis method without strong alkali)”的出版物，出版于综述“材料物理与化学(Material Chemistry and Physics)112(2008)603-606(“Wang”)描述了一种制备锌酸钙的方法，通过在75℃下将包含化学计量比例的氢氧化钙和氧化锌在水中的混合物的悬浮液简单加热12小时的时间。在用蒸馏水连续一次或两次洗涤和过滤后获得的产物主要由平均粒径为约45μm的良好形成的晶体构成。

然而，化学或热化学获得的锌酸钙的合成方法具有以下缺点：