[发明专利]一种硝酸羟胺晶体制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硝酸羟胺晶体的制备方法。

背景技术

硝酸羟胺，Hydroxylamine Nitrate（简称HAN），是一种白色晶体，极易吸湿，易溶于水和乙醇。分子量96.02，熔点48℃，110℃以上时能迅速分解。HAN是一种即含还原成分（NH₃OH⁺）又含氧化成分（NO₃^-）的化合物，因此它既是一种高效的还原剂，又是一种高能氧化剂。作为还原剂，HAN主要应用在各种放射性元素的提取、核原料处理及核废料的再生。作为高能氧化剂，HAN可以与三乙醇胺硝酸盐（TEAN）和水以一定的比例配制成HAN基液体发射药，HAN也可以加入到聚乙烯醇（PVA）水凝胶中制备气体发生剂。

通常情况下，HAN产品形态是浓缩液，使用时将已知浓度的HAN浓缩液配置成不同的浓度的水溶液，再加以应用。但因每批次制备的HAN浓缩液的浓度均有所不同，需要测试每批次的HAN浓缩液的浓度，步骤繁琐。因此可以考虑使HAN结晶，直接将HAN晶体配置成不同浓度的HAN水溶液加以应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种制备硝酸羟胺晶体的方法，满足某种特殊推进剂对HAN的高纯度要求。

除有说明外，本发明中采用的比例为重量比。

本发明的技术解决方案是：首先使用原料硝酸钡和硫酸羟胺（HAS）通过复分解反应制备硝酸羟胺（HAN），产物经过滤浓缩后得到HAN的浓缩液。再向HAN浓缩液中加入有机溶剂，冷冻，待HAN晶体析出后倒出上层溶液，干燥，即可得到HAN晶体。

本发明的技术解决方案为：在硝酸羟胺浓缩液中加入有机溶剂，硝酸羟胺浓缩液与有机溶剂的体积配比为硝酸羟胺浓缩液：有机溶剂为1：0.3~4；混合均匀后，在-10℃以下冷冻12h—48h，待硝酸羟胺结晶后倒出上层有机溶剂，将底层晶体放入真空干燥箱中常温干燥24h—48h，得到硝酸羟胺晶体。

本发明所述有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、无水乙醇中的一种或几种。

本发明所述有机溶剂为二氯甲烷或二氯乙烷，其硝酸羟胺浓缩液与二氯甲烷或二氯乙烷的体积配比为硝酸羟胺浓缩液：二氯甲烷或二氯乙烷为1：1~4。

本发明所述有机溶剂为无水乙醇，其硝酸羟胺浓缩液与无水乙醇的体积配比为硝酸羟胺浓缩液：无水乙醇为1：0.3~1。

本发明所述硝酸羟胺浓缩液的质量浓度大于80%。

本发明所述硝酸羟胺浓缩液的制备方法为                                                按照1:1的比例称取原料硝酸钡和硫酸羟胺，分别倒入容器中；按照每摩尔硝酸钡加入1500ml—2500ml蒸馏水的比例，往装原料硝酸钡的容器中加入蒸馏水，升温到60℃—70℃，持续搅拌直至硝酸钡完全溶解，得硝酸钡水溶液；按照每摩尔硫酸羟胺加入500ml—1000ml蒸馏水的比例，往烧杯中加入蒸馏水，常温下持续搅拌直至硫酸羟胺完全溶解，得硫酸羟胺水溶液；将硫酸羟胺水溶液按照1滴/秒—3滴/秒的速率加入到硝酸钡水溶液中，反应体系始终维持在60℃—70℃。待硫酸羟胺水溶液滴加完毕后，再继续保持体系温度为60℃—70℃，继续反应30min—60min；将反应后的产物先用布氏漏斗粗虑一次，再用砂芯漏斗精滤一次，得到清澈的硝酸羟胺水溶液；使用旋转蒸发仪在50℃—65℃的条件下对硝酸羟胺溶液进行浓缩，直至无水分蒸出，得到硝酸羟胺浓缩液，其质量浓度大于80%。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.  本发明制备的HAN晶体纯度较高。经液相检测HAN晶体的纯度最高达到99.37%，最低也有97.60%，共有57%批次的HAN晶体纯度可以达到99%以上。

2.  根据HAN、水在两种有机溶剂中的溶解度的差别，可以很好对HAN和水分进行分离，且可以回收有机溶剂中溶解的HAN，使得HAN的损耗量可以忽略不计。

3. 本发明方法的制备的HAN晶体可以随时配置成不同浓度的HAN水溶液，免去了每批次HAN浓缩液测试浓度的繁琐过程。满足单基推进剂发射药对HAN浓度及纯度的要求。

附图说明

图1所示为本发明制备的HAN晶体。

图2所示为本发明的HAN晶体的红外分析图。

图3所示为本发明的HAN晶体的液相色谱图。

图4所示为本发明的HAS的液相色谱图。

图5所示为本发明的HAN晶体的纯度分析图。