[发明专利]一种α-羟基氧化铬的制备方法

说明书

本发明提供了一种α‑羟基氧化铬的制备方法，所述制备方法包括：将六价铬盐溶液加入反应装置中，通入保护性气体后密闭升温，达到反应温度后持续通入还原性气体进行一段反应，得到中间产物；所述一段反应结束后，降低反应压力，继续进行二段反应，得到混合浆料；将所述混合浆料进行固液分离，得到α‑羟基氧化铬。本发明将六价铬盐进行两段水热还原反应，六价铬还原率高，通过对两段工艺参数的调节优化，生成羟基氧化铬并调控其晶型结构，α‑羟基氧化铬的纯度较高；本发明中二段反应降低压力，有助于α‑羟基氧化铬的可控生长，产品物相均一，粒度分布窄；所述方法流程短、能耗及成本低，条件温和，清洁高效，易于实现规模化生产，经济效益高。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种α-羟基氧化铬的制备方法，尤其涉及一种采用水热还原制备α-羟基氧化铬的方法。

背景技术

羟基氧化铬(CrOOH)作为生产氧化铬的重要前驱体，也是铬盐工业生产的主要产品之一，具有良好的热稳定性、耐腐蚀性以及耐磨性，广泛应用于冶金、颜料、陶瓷、涂层、绿色抛光以及有机催化合成等领域。目前，工业上生产羟基氧化铬的方法主要包括三价铬沉淀法和六价铬盐还原法。其中六价铬盐还原法多采用硫及含硫物质进行湿法还原，此法不但工艺过程落后，而且制备过程中会产生大量含硫废弃物造成环境污染。

羟基氧化铬的热分解是获得各种氧化铬材料的主要方法，因此需要对羟基氧化铬的制备及热分解过程进行研究，研究表明不同方法得到的羟基氧化铬的热分解行为不同，羟基氧化铬的形貌、粒径等性能会直接影响铬化合物的各性能参数，即羟基氧化铬的可控制备对铬化合物的制备及应用具有重要意义；根据现有技术中对羟基氧化铬种类的划分，包括三方结构的α-CrOOH、斜方结构的β-CrOOH和无定型的γ-CrOOH，但目前制备的羟基氧化铬并未按照晶型结构进行区分，通常是各类羟基氧化铬的混合物，无法制备高纯度单一晶型的羟基氧化铬。

CN 103420422A公开了一种羟氧化铬的制备方法，该方法以铬盐为原料，以还原性气体为还原剂，于300～800℃将铬盐和过量的还原性气体一起反应；还原产物在还原气氛下冷却后，以3～30的液固比，用20～90℃的洗涤液对还原产物进行洗涤；洗涤后的物料经液固分离或固固分离、干燥，得到羟氧化铬；该方法制备的羟氧化铬为两种晶型结构的混合物，并未明确如何制备单一晶型的产品，且气相还原法所需温度通常较高，反应条件不易控制。

CN 109354068A公开了一种氧化铬及其制备方法，该方法包括：将六价铬盐溶液加入反应装置中，通入保护性气体后密闭升温，达到目标温度后持续通入还原性气体发生反应，得到混合浆料；将所得混合浆料固液分离，得到羟基氧化铬粉体；再将羟基氧化铬粉体进行煅烧处理，得到氧化铬；该方法采用的是液相水热还原制备羟基氧化铬及氧化铬，但并未明确该产物的晶相类型，同样是多晶型的混合物，无法明确如何进行调控。

综上所述，对于单一晶型羟基氧化铬的制备，还需要对其制备方法及参数进行调控，并调控产物的组成和形貌，以得到高纯度的单一晶型的羟基氧化铬。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种α-羟基氧化铬的制备方法，所述方法以六价铬盐为原料，通过采用两段水热还原法，并调节两段反应的工艺参数，以此得到高纯度的α-羟基氧化铬，实现了羟基氧化铬晶型结构的控制；所述方法操作简单，清洁环保，易与铬盐工业生产实现上下游衔接，从而实现规模化生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种α-羟基氧化铬的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将六价铬盐溶液加入反应装置中，通入保护性气体后密闭升温，达到反应温度后持续通入还原性气体进行一段反应，得到中间产物；

(2)步骤(1)所述一段反应结束后，降低反应压力，继续进行二段反应，得到混合浆料；

(3)将步骤(2)得到的混合浆料进行固液分离，得到α-羟基氧化铬。