[发明专利]一种羟基氯化铜晶体及其制备方法

说明书

本发明的一种羟基氯化铜晶体及其制备方法属于IB族羟基氯化物制备技术领域。首先将氢氧化钠溶液加入到三水合硝酸铜固体颗粒中，用磁力搅拌器搅拌10分钟，加入盐酸溶液继续搅拌5分钟，再加入六次甲基四胺继续搅拌5分钟，将得到的混合物在85～135℃下密封反应2～18小时；冷却至室温，离心得到沉淀；洗涤、干燥后得到羟基氯化铜晶体。所述的羟基氯化铜晶体是γ‑Cu₂(OH)₃Cl，单斜系晶体，空间群P2₁/n；具有八面体形状，粒径为1～2μm。本发明操作简单易行、重复性好、成本低廉，制备出的Cu₂(OH)₃Cl晶体具有纯度高、晶粒发育完整、分布均匀等优点。

技术领域

本发明属于IB族羟基氯化物制备技术领域，特别涉及一种简单、新颖、高效的制备羟基氯化铜晶体的方法。

背景技术

近年来的研究表明，几何阻挫在过渡金属羟基卤化物M₂(OH)₃X(M＝Mn，Fe，Co，Ni，Cu，etc.X＝F，Cl，I，etc.)中普遍存在。其中羟基卤化铜Cu₂(OH)₃X(X＝Cl，Br，I)已经被证明在低温下具有奇异的磁几何阻挫特性和结构特性，因而得到广泛关注和研究。

羟基氯化铜，又称碱式氯化铜。在饲料、工业、农业等领域用途广泛，效果良好。铜作为一种重要的微量元素，可促进生长，改善饲料转化率，提高饲料利用率。碱式氯化铜不溶于水，不吸潮，可减少对饲料养分的破坏，提高饲料品质，因此比硫酸铜在饲料应用中更具优势，被用作饲料添加剂和农业杀菌剂。碱式氯化铜可降低粪便中的铜含量和可溶性铜含量，有利于保护环境。此外，它还可用作医药中间体以及制造其它铜盐产品的基础原料。

在自然界中，现已发现四种物相的碱式氯化铜，它们互为同分异构体。这四种物相分别是：氯铜矿(atacamite，也称作β-Cu₂(OH)₃Cl)、羟氯铜矿(botallackite，也称作α-Cu₂(OH)₃Cl)、副氯铜矿(paratacamite)和鞍氯铜矿(clinoatacamite，也称作γ-Cu₂(OH)₃Cl)。这四种碱式氯化铜晶体具有相同的化学式(Cu₂(OH)₃Cl)，但晶型结构有较大差异。因此这四种同分异构体的理化性质也截然不同。

虽然现有技术能够制备碱式氯化铜，但仍然存在一些缺陷和不足。比如原料的纯度和安全性不明确；需要控制反应体系的pH值等条件；反应步骤较多、过程繁琐；生产效率较低等，而且少有涉及碱式氯化铜的同分异构体的进一步研究。水热合成方法制备γ-Cu₂(OH)₃Cl晶体的报道还尚未出现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种制备γ-Cu₂(OH)₃Cl(羟基氯化铜)晶体的新方法及按该方法制备出的γ-Cu₂(OH)₃Cl晶体，以克服以往在制备过程的诸多缺点和限制，为γ-Cu₂(OH)₃Cl的进一步应用奠定基础。

具体的技术方案如下：

一种羟基氯化铜晶体的制备方法，以三水合硝酸铜固体颗粒、六次甲基四胺颗粒、氢氧化钠溶液、盐酸溶液为原料，其中三水合硝酸铜、氢氧化钠、盐酸、六次甲基四胺的摩尔比为1:2:1:0.1～1；首先将氢氧化钠溶液加入到三水合硝酸铜固体颗粒中，用磁力搅拌器搅拌10分钟，使其混合均匀，然后加入盐酸溶液继续搅拌5分钟，再加入六次甲基四胺继续搅拌5分钟，得到混合物；将混合物在85～135℃下密封反应2～18小时；待其冷却至室温，将混合物离心得到沉淀；将所得沉淀洗涤、干燥后得到浅绿色粉末样品，即为羟基氯化铜晶体。