[发明专利]一种纳米三氧化二铬及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米三氧化二铬及其制备方法。所述的制备方法包括：配制包含六价铬化合物及还原剂的中性或碱性水溶液作为反应液，并使所述反应液于200～280℃的温度条件下进行水热反应，再经后处理获得三维层状一水合氢氧化铬纳米球；以及，将所述三维层状一水合氢氧化铬纳米球于800～1000℃焙烧，获得纳米三氧化二铬。较之现有技术，本发明提供的纳米三氧化二铬制备工艺简单可控、可以有效避免铬损失、无含铬废渣排放，且所获纳米三氧化二铬的粒径、形貌均一可控，在多个领域具有广阔应用前景，例如适用于制备高端颜料、磨料等。

技术领域

本发明具体涉及一种纳米三氧化二铬、其制备方法及应用，属于材料科学领域。

背景技术

三氧化二铬是一类重要的化工原料，其可以用做颜料、冶金、催化剂等。目前，三氧化二铬的生产方法主要为硫酸铵-红矾钠热分解法和铬酐直接分解法。其中，硫酸铵-红矾钠热分解法是美、英、德等国生产氧化铬的主流方法，其制取氧化铬产量大、质量好、品种多，且成本低于铬酸分解法，适应性广(可制颜料、研磨剂、耐火材料及冶金级氧化铬)，适于回转窑大规模生产，生产过程中基本不产生有害气体，因而已经基本上取代了早期的红矾钠一氯化铵热分解法(氯化铵易挥发损失)。铬酐(CrO₃)热分解法主要是通过在900℃以上高温条件下对铬酐进行热分解，稍冷后进行粉碎获得成品，这是我国生产三氧化二铬的主要方法。但是前述两种方法所用的原料是重铬酸钠和铬酐，这两种原料的生产过程工艺复杂(例如，以铬酸钠生重铬酸钠和铬酐需要硫酸酸化、除杂、结晶、重结晶等多步工艺过程)，不仅会造成铬的严重损失，还会造成大量含铬废渣的排放(例如会产生大量的含铬芒硝)，既大大增加了生产成本，也对环境造成了严重的污染。

此外，现有技术合成的三氧化二铬产品的粒径分布宽(从几十纳米至几十微米)、形貌均一性差，这严重影响其在高端颜料、磨料等特殊领域的应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种纳米三氧化二铬及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种纳米三氧化二铬的制备方法，其包括：

配制包含六价铬化合物及还原剂的中性或碱性水溶液作为反应液，并使所述反应液于200～280℃的温度条件下进行水热反应，再经后处理获得三维层状一水合氢氧化铬纳米球；

将所述三维层状一水合氢氧化铬纳米球于800～1000℃焙烧，然后自然冷却，获得纳米三氧化二铬。

在一些实施方式中，所述反应液中所含六价铬化合物的浓度为1～2mol/L。

在一些实施方式中，所述反应液为碱性。

本发明实施例还提供了由前述任意一种方法制备的纳米三氧化二铬。

较之现有技术，本发明实施例所提供技术方案的优点至少在于：提供的纳米三氧化二铬制备方法工艺简单、可以有效避免铬损失、无含铬废渣排放，且所获纳米三氧化二铬的粒径、形貌均一可控，在多个领域具有广阔应用前景，例如适用于制备高端颜料、磨料等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1得到的一种三维层状一水合氢氧化铬纳米球的SEM照片，放大倍数为1万倍；

图2为实施例1得到的一种三维层状一水合氢氧化铬纳米球的SEM照片，放大倍数为1.5万倍；

图3为实施例1得到的一种三维层状一水合氢氧化铬纳米球的SEM照片，放大倍数为5万倍；