[发明专利]一种制备亚硝酰硝酸钌溶液的方法

说明书

本发明涉及一种制备亚硝酰硝酸钌溶液的方法，属于贵金属化合物制备技术领域。通过将四氧化钌气体通入硝酸水溶液中进行吸收反应，制得钌吸收液；将还原剂加入钌吸收液，在5℃～15℃反应制得含亚硝酰的钌吸收液；加入pH调节剂A，调节pH值至5～7，再加入pH调节剂B，调节pH值至8～10，得到钌沉淀物，反复过滤洗涤，除去杂质；加入硝酸水溶液，回流反应2h以上，制得亚硝酰硝酸钌溶液。所述方法制得的亚硝酰硝酸钌溶液具有低氯含量、低硝酸含量、低金属杂质含量、低腐蚀性和高稳定性的特点。

技术领域

本发明涉及一种制备亚硝酰硝酸钌溶液的方法，属于贵金属化合物制备技术领域。

背景技术

亚硝酰硝酸钌主要用于制备化学工业的电极和催化剂，如氯碱行业的活性阴极、合成氨催化剂、氨分解催化剂和一些工业加氢催化剂等。亚硝酰硝酸钌产品中由于不含或仅含微量的氯元素，相比钌的基础化合物三氯化钌在应用上有两个明显优势：一是对电极基体、催化剂载体以及承载这两者的装置设备腐蚀性都明显减小；二是不会出现氯元素抑制电极和催化剂性能的现象，制得的产品活性和稳定性更优。因此，这种钌化合物逐渐受到技术人员的重视。

目前，亚硝酰硝酸钌的制备技术路线主要有以下几种：

(1)将四氧化钌通入硝酸吸收，然后引入亚硝酰来制备亚硝酰硝酸钌，如专利CN102616868A、CN106698529A中所公开。其中，四氧化钌可以通过工业常用的多种氧化蒸馏法制得。

(2)将三氯化钌先转化为亚硝酰三氯化钌，然后与硝酸银反应来制备亚硝酰硝酸钌，如专利CN102167405A、CN104556250A中所公开。

(3)将三氯化钌先转化为亚硝酰氢氧化钌，然后与硝酸反应来制备亚硝酰硝酸钌，如文献“魏启慧,候淑彬.亚硝酰钌硝酸基络合物和亚硝酰钌亚硝酸基络合物的制备和鉴定[J].原子能科学技术,1978,12(2):152-156”中所述。

随着亚硝酰硝酸钌应用的深入，对于亚硝酰硝酸钌提出了更高的要求，包括低氯含量、低硝酸含量、低金属杂质含量、低腐蚀性和高稳定性，以现有技术制得的亚硝酰硝酸钌往往不能完全满足这些要求。在这些控制指标中，氯含量和硝酸含量很大程度会影响溶液的腐蚀性，金属杂质则会在一定程度影响电极和催化剂的性能。高稳定性是指亚硝酰硝酸钌溶液在长期存储和用水稀释一定倍数后不水解，硝酸含量和钌亚硝酰化程度会很大程度影响溶液的稳定性，硝酸含量和钌亚硝酰化程度越高，溶液就越稳定。钌亚硝酰化程度可以理解为反应后溶液中钌亚硝酰基团(Ru-NO)摩尔数占溶液中钌元素总摩尔数的比例。

低腐蚀性是工业应用对亚硝酰硝酸钌最基本也是最重要的要求，为了降低亚硝酰硝酸钌的腐蚀性，通常采用降低硝酸含量也即溶液酸度的方法，如在专利CN102616868A、CN102167405A中通过制备固体亚硝酰硝酸钌来降低硝酸含量，利用乙醚从亚硝酰硝酸钌溶液中反复萃取亚硝酰硝酸钌，然后蒸发去除乙醚得到低硝酸含量或不含硝酸的固体亚硝酰硝酸钌，这种萃取方法需要大量使用对人体有害且易燃易爆的乙醚溶剂，增加了制备方法的复杂性、不安全性以及生产成本。专利CN106698529A、CN104556250A则采用旋蒸的方法将亚硝酰硝酸钌溶液中的液体蒸干，这种方法得到的固体亚硝酰硝酸钌仍含有较多量的硝酸，且不利于除去金属杂质，能耗相对也较高。这两种方法得到的固体亚硝酰硝酸钌在溶解和稀释使用时，还易出现溶解不佳、水解等不良现象，效果并不是很理想，这是因为硝酸含量降低后，虽然腐蚀性下降，但稳定性同时也会降低，在实际应用中一般仍需加入少量硝酸或采用有机溶剂溶解后使用。