[发明专利]一种无水稀土溴化物的制备方法

说明书

本发明提供了一种无水稀土溴化物的制备方法。本发明所涉及到步骤包括：S1、利用氢溴酸将稀土氧化物溶解形成稀土溴化物溶液；S2、向溶解后的稀土溴化物溶液中加入溴化铵；S3、在加热条件下炒干，得到含结晶水的稀土溴化物和溴化铵的固体混合物；S4、将上述炒干后的固体混合物转移到升华装置中，采用梯度升温的方式从80℃升至390℃，同时进行抽真空加热操作，在抽真空加热过程中，溴化铵以及稀土溴化物的结晶水先后被去除，从而获得高纯度的无水稀土溴化物。采用本发明所述方法具有如下特点：生产过程简单安全、无副反应发生、制备的无水稀土溴化物纯度高、利于规模化生产。

技术领域

本发明属于稀土材料制备技术领域，特别是涉及一种以稀土氧化物为原料制备无水稀土溴化物的方法。

技术背景

稀土元素约占元素周期表中元素的七分之一，包含钪、钇及15种镧系元素。对稀土元素的深入研究将不仅有助于发现新性质、探索新材料，而且将推动无机化学的发展。稀土元素优异的光、电、磁等特性被誉为新材料的宝库，并已成为重要的战略元素，是世界科技竞争的制高点。无水稀土溴化物作为催化剂、或作为制备闪烁晶体材料及稀土的金属有机化合物的前体同样受到越来越广泛的关注。

目前已经报道的无水稀土溴化物主要包括(1)化学气相传输法(杨冬梅，于锦，蒋军辉，王之昌。由氧化镧直接制备无水溴化镧(J)，材料与冶金学报，2003，2(2)：113-114；杨冬梅，于锦，蒋军辉，王之昌。由稀土氧化物直接制备无水稀土溴化物(J)，稀土，2004，25(2)，8-9)：该方法将氧化镧、液溴和铝粉在手套箱中的石英反应管内反应生成溴化镧、氧化铝和溴化铝的混合物，随后将石英管抽真空封死，并在电炉中进行控温操作，利用温度梯度将无水溴化镧与其他固体分离。该方法的缺点为工艺复杂，产物产率低。(2)稀土碳酸盐制备无水溴化镧或溴化铈(专利CN201110344581.7，CN201710176211.4)：利用碳酸镧与氢溴酸进行反应，经浓缩、结晶后得到含结晶水的溴化镧，与溴化铵混合后在减压条件下进行高温脱水处理，最终形成无水溴化镧。该方法相对简单，但相比稀土氧化物，稀土碳酸盐的使用不利于成本控制。(3)氧化镧与溴化铵混合升温法：将氧化镧与溴化铵均匀混合并在上面放置覆盖物实现一定的封闭环境，加热脱水得到无水溴化镧。但该方法反应过程中产生的溴化氢和氨气易污染环境。

鉴于无水稀土溴化物在催化剂、稀土配位化学等领域中的重要的应用，因此，进一步发展操作简便、安全，产物纯度高的制备无水稀土溴化物的方法具有重要价值。

发明内容

本发明的目的是针对目前合成无水稀土溴化物技术不足的问题，提供了一种制备无水稀土溴化物的方法，该方法具有操作简单、产物纯度高、产率高等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

所述的合成无水稀土溴化物的制备原料包括：稀土氧化物，氢溴酸，溴化铵。

为了达到上述发明的目的，本发明采用以下技术方案：

S1、利用氢溴酸及一定量的水将稀土氧化物溶解，得到稀土溴化物的水溶液；

S2、向溶解后的稀土溴化物溶液中加入溴化铵，得到稀土溴化物和溴化铵的混合液；

S3、在加热条件下蒸发并炒干，得到含结晶水的稀土溴化物和溴化铵的固体混合物；

S4、将上述炒干后的固体混合物转移到升华装置中，采用梯度升温的方式从80℃升至390℃，同时进行减压操作，在减压加热过程中，溴化铵以及稀土溴化物的结晶水先后被去除，从而获得高纯度的无水稀土溴化物。

优选地，所述步骤S1中，所加的水及氢溴酸恰好能将稀土氧化物完全溶解，利于加快S3中蒸发进度并减少能量消耗。

所述步骤S2中，加入溴化铵的目的是在后续的蒸发及炒干过程中抑制稀土溴化物的分解，稀土氧化物与溴化铵的物质的量之比为1：(0.8-50)，优选为1：12。