一种四水合仲钼酸铵的制备方法

摘要

本发明提供了一种四水合仲钼酸铵的制备方法：将钼源和铵源在水中进行复分解反应，得到四水合仲钼酸铵。本发明以四钼酸铵和/或钼酸作为钼源，以氨水、碳酸氢铵和碳酸铵中的一种或几种作为铵源，无需添加大量的溶剂和水，环保且节约。由实施例的结果可知，本申请提供的制备方法能够成功地得到四水合仲钼酸铵，且其纯度均＞99％。

说明书

技术领域

本发明涉及钼酸铵技术领域，尤其涉及一种四水合仲钼酸铵的制备方法。

背景技术

四水合仲钼酸铵是一种常用的钼酸铵，分子式是(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O。目前，四水合仲钼酸铵被广泛地用于染料、颜料、催化剂、防火剂、微量元素肥料、陶瓷色料及合成其它化合物的原料。

目前，现有技术中生产四水合仲钼酸铵的方法普遍都需要在水溶液中进行反应，经过酸沉、氨溶、蒸发结晶等一系列工序得到目标产品。然而，大量水的使用不仅会造成水资源的短缺，生产结束后含氨废水无法直接外排，只能蒸发结晶，造成较高的能量消耗；而且四水合仲钼酸铵产品纯度控制困难，杂质极容易混入其中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在不添加大量水的情况下制备四水合仲钼酸铵的方法，本发明提供的方法流程短、能耗低、污染低、成本低，且操作方便。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种四水合仲钼酸铵的制备方法，包含如下步骤：

将钼源和铵源在水中进行复分解反应，得到四水合仲钼酸铵；

所述钼源为四钼酸铵和/或钼酸；

所述铵源为氨水、碳酸氢铵和碳酸铵中的一种或几种；

所述钼源、铵源和水的摩尔比为(6～8):(2～11):(0～17)。

优选的，所述四钼酸铵、碳酸氢铵和水的摩尔比为7:(9～11):(10～12)。

优选的，所述四钼酸铵、碳酸铵和水的摩尔比为7:(4～6):(15～17)。

优选的，所述四钼酸铵、氨水中NH₃·H₂O和水的摩尔比为7:(9～11):(10～12)。

优选的，所述钼酸和碳酸氢铵的摩尔比为7:(5～7)。

优选的，所述钼酸和碳酸铵的摩尔比为7:(2～4)。

优选的，所述钼酸和氨水中NH₃·H₂O的摩尔比为7:(5～7)。

优选的，所述复分解反应的温度为40～60℃；

所述复分解反应的时间为0.5～3h。

优选的，所述复分解反应的压力为0.1～0.15MPa。

本发明提供了一种四水合仲钼酸铵的制备方法：将钼源和铵源在水中进行复分解反应，得到四水合仲钼酸铵。本发明以四钼酸铵和/或钼酸作为钼源，以氨水、碳酸氢铵和碳酸铵中的一种或几种作为铵源，无需添加大量的溶剂和水，环保且节约。由实施例的结果可知，本申请提供的制备方法能够成功地得到四水合仲钼酸铵，且其纯度均＞99％。

附图说明

图1为实施例1得到的四水合仲钼酸铵的X射线衍射谱图。

具体实施方式

本发明提供了一种四水合仲钼酸铵的制备方法，包含如下步骤：

将钼源和铵源在水中进行复分解反应，得到四水合仲钼酸铵；

所述钼源为四钼酸铵和/或钼酸；

所述铵源为氨水、碳酸氢铵和碳酸铵中的一种或几种；

所述钼源、铵源和水的摩尔比为(6～8):(2～11):(0～17)。

本发明将钼源和铵源在水中进行复分解反应，得到四水合仲钼酸铵。在本发明中，所述钼源为四钼酸铵和/或钼酸；所述铵源为氨水、碳酸氢铵和碳酸铵中的一种或几种。本发明对所述钼源和铵源的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的钼源和铵源即可，具体的如所述四钼酸铵可以为市售的二水合四钼酸铵。本发明对所述氨水没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售浓度的氨水即可，优选为25～28wt％。

在本发明中，所述钼源、铵源和水的摩尔比为(6～8):(2～11):(0～17)，优选为7:(3～10):(0～16)。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为四钼酸铵，所述铵源为碳酸氢铵时，所述复分解反应需要添加适量的水；所述四钼酸铵、碳酸氢铵和水的摩尔比优选为7:(9～11):(10～12)，更优选为7:10:11。在本发明中，所述四钼酸铵和碳酸氢铵反应的方程式具体的为：

7(NH₄)₂Mo₄O₁₃+10NH₄HCO₃+11H₂O＝4(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O+10CO₂↑。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为四钼酸铵，所述铵源为碳酸铵时，所述复分解反应需要添加适量的水；所述四钼酸铵、碳酸铵和水的摩尔比优选为7:(4～6):(15～17)，更优选为7:5:16。在本发明中，所述四钼酸铵和碳酸铵反应的方程式具体的为：

7(NH₄)₂Mo₄O₁₃+5(NH₄)₂CO₃+16H₂O＝4(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O+5CO₂↑。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为四钼酸铵，所述铵源为氨水时，所述复分解反应需要添加适量的水；所述四钼酸铵、氨水中NH₃·H₂O和水的摩尔比优选为7:(9～11):(10～12)，更优选为7:10:11。在本发明中，所述四钼酸铵和氨水反应的方程式具体的为：

7(NH₄)₂Mo₄O₁₃+10NH₃·H₂O+11H₂O＝4(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O。

在本发明中，所述添加的适量的水优选包含氨水中的溶剂水。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为钼酸，所述铵源为碳酸氢铵时，所述复分解反应无需再添加水；所述钼酸和碳酸氢铵的摩尔比优选为7:(5～7)，更优选为7:6。在本发明中，所述钼酸和碳酸氢铵反应的方程式具体的为：

7H₂MoO₄+6NH₄HCO₃＝(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O+6CO₂↑+6H₂O。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为钼酸，所述铵源为碳酸铵时，所述复分解反应无需再添加水；所述钼酸和碳酸铵的摩尔比优选为7:(2～4)，更优选为7:3。在本发明中，所述钼酸和碳酸铵反应的方程式具体的为：

7H₂MoO₄+3(NH₄)₂CO₃＝(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O+3CO₂↑+3H₂O。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为钼酸，所述铵源为氨水时，所述复分解反应无需再添加水；所述钼酸和氨水中NH₃·H₂O的摩尔比优选为7:(5～7)，更优选为7:6。在本发明中，所述钼酸和氨水反应的方程式具体的为：

7H₂MoO₄+6NH₃·H₂O＝(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O+6H₂O。

在本发明中，当所述钼源为四钼酸铵和钼酸的混合物，所述铵源为氨水、碳酸氢铵和碳酸铵中的两种或三种时，所述复分解反应实际上为上述各单独原料进行的复合反应同时进行，在此不再进行赘述。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为四钼酸铵，所述铵源为碳酸铵和碳酸氢铵的混合物时，所述四钼酸铵和碳酸氢铵、碳酸铵、水的摩尔比优选为7：(4～7)：(2～4):(12～15)，更优选为7：(5～6)：3:(13～14)。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为四钼酸铵，所述铵源为碳酸氢铵和氨水的混合物时，所述四钼酸铵和碳酸氢铵、氨水(以NH₃·H₂O计)、水(包含氨水中的溶剂水)的摩尔比优选为7：(4～7)：(4～7)：(10～13)，更优选为7：(5～6)：(5～6)：(11～12)。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为四钼酸铵，所述铵源为碳酸铵和氨水的混合物时，所述四钼酸铵和碳酸铵、氨水(以NH₃·H₂O计)、水(包含氨水中的溶剂水)的摩尔比优选为7：(2～4)：(4～7):(12～15)，更优选为7：3：(5～6):(13～14)。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为四钼酸铵，所述铵源为碳酸铵、碳酸氢铵和氨水的混合物时，所述四钼酸铵和碳酸氢铵、碳酸铵、氨水(以NH₃·H₂O计)、水(包含氨水中的溶剂水)的摩尔比优选为7：(3～5)：(1～3)：(3～5):(11～14)，更优选为7：4：2：4:(12～13)。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为钼酸，所述铵源为碳酸铵和碳酸氢铵的混合物时，所述钼酸和碳酸氢铵、碳酸铵的摩尔比优选为7：(2～5)：(1～4)，更优选为7：(3～4)：(2～3)。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为钼酸，所述铵源为碳酸氢铵和氨水的混合物时，所述钼酸和碳酸氢铵、氨水(以NH₃·H₂O计)的摩尔比优选为7：(2～5)：(2～5)，更优选为7：(3～4)：(3～4)。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为钼酸，所述铵源为碳酸铵和氨水的混合物时，所述钼酸和碳酸铵、氨水(以NH₃·H₂O计)的摩尔比优选为7：(1～4)：(2～5)，更优选为7：(2～3)：(3～4)。

在本发明具体实施例中，当所述钼源为钼酸，所述铵源为碳酸铵、碳酸氢铵和氨水的混合物时，所述钼酸和碳酸氢铵、碳酸铵、氨水(以NH₃·H₂O计)的摩尔比优选为7：(1～4)：(0.5～3)：(1～4)，更优选为7：(2～3)：(1～2)：(2～3)。

在本发明中，所述复分解反应优选在密闭容器中进行；所述复分解反应的压力优选为0.1～0.15MPa，更优选为0.11～0.14MPa，最优选为0.12～0.13MPa；所述复分解反应的温度优选为40～60℃，更优选为45～55℃，最优选为50℃；所述复分解反应的时间优选为0.5～3h，更优选为1～2.5h，最优选为1.5～2h。

本发明优选对所述复分解反应得到的产物体系进行干燥处理，得到纯净的四水合仲钼酸铵。在本发明中，所述干燥处理的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃，最优选为60℃；所述干燥处理的时间优选为5～7h，更优选为6h。

本发明优选对所述复分解反应过程生成的CO₂气体进行回收处理。在本发明具体实施例中，本发明优选使用碱性吸收液对CO₂气体进行吸收；所述碱性吸收液优选为氨水或碳酸铵溶液，CO₂气体与碱性吸收液反应后得到中和反应溶液，进一步处理后用于复分解反应的原料。本发明对所述碱性吸收液的浓度以及用量没有任何的特殊要求，具体的能够使得生成的CO₂气体被全部吸收即可。

在本发明中，所述进一步处理优选为向CO₂气体与碱性吸收液反应后得到的中和反应溶液中添加反应剂，然后再进行蒸发结晶，得到碳酸氢铵固体。在本发明中，所述反应剂优选为碳酸氢铵、碳酸铵和氨水中的一种、两种或三种；所述反应剂的添加量没有任何的特殊要求，能够使得中和反应溶液中只包含碳酸氢铵一种溶质即可。本发明对所述蒸发结晶的方式和参数没有任何的特殊要求，能够将进一步处理后的中和反应溶液的溶剂蒸发干净，得到碳酸氢铵固体即可。

下面结合实施例对本发明提供的四水合仲钼酸铵的制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

四钼酸铵、碳酸铵和水的摩尔比为7:5:16，混合均匀，温度40℃，压力为0.13MPa，反应时间2h，得到四水合仲钼酸铵产品。对本实施例得到的四水合仲钼酸铵进行X射线检测，其结果如图1所示。其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例2

四钼酸铵、碳酸铵和水的摩尔比为7:5:16，混合均匀，温度50℃，压力为0.12MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例3

四钼酸铵、碳酸铵和水的摩尔比为7:5:16，混合均匀，温度60℃，压力为0.15MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例4

四钼酸铵、碳酸铵和水的摩尔比为7:4.9:15.9，混合均匀，温度60℃，压力为0.14MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例5

四钼酸铵、碳酸铵和水的摩尔比为7:5.2:16.2，混合均匀，温度40℃，压力为0.11MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例6

四钼酸铵、碳酸铵和水的摩尔比为7:5.1:16.1，混合均匀，温度40℃，压力为0.12MPa，反应时间1.5h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例7

钼酸和碳酸氢铵的摩尔比为7:6，混合均匀，温度60℃，压力为0.15MPa，反应时间1h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例8

钼酸和碳酸氢铵的摩尔比为7:6，混合均匀，温度50℃，压力为0.14MPa，反应时间0.5h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例9

钼酸和碳酸氢铵的摩尔比为7:6，混合均匀，温度45℃，压力为0.12MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例10

钼酸和碳酸铵的摩尔比为7:3，混合均匀，温度60℃，压力为0.13MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例11

钼酸和氨水的摩尔比为7:6，混合均匀，温度50℃，压力为0.14MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例12

四钼酸铵、氨水中NH₃·H₂O和水的摩尔比为7:10:11，混合均匀，温度40℃，压力为0.11MPa，反应时间1.5h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例13

四钼酸铵、碳酸氢铵和水的摩尔比为7:10:11，混合均匀，温度60℃，压力为0.12MPa，反应时间1h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例14

四钼酸铵和碳酸氢铵、碳酸铵、水摩尔比为7:4.7:3.3:13，混合均匀，温度40℃，压力为0.14MPa，反应时间1.5h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例15

四钼酸铵和碳酸氢铵、氨水、水摩尔比为7:5.5:6.2:11.4，混合均匀，温度60℃，压力为0.12MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例16

四钼酸铵和碳酸铵、氨水、水摩尔比为7:3.4:6.2:14，混合均匀，温度50℃，压力为0.15MPa，反应时间1h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例17

四钼酸铵和碳酸氢铵、碳酸铵、氨水、水摩尔比为7:4.4:2.8:3.9:12.8，混合均匀，温度60℃，压力为0.15MPa，反应时间3h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例18

钼酸和碳酸氢铵、碳酸铵摩尔比为7:3.8:3.4，混合均匀，温度40℃，压力为0.14MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例19

钼酸和碳酸氢铵、氨水摩尔比为7:2.6:4.3，混合均匀，温度50℃，压力为0.12MPa，反应时间1h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例20

钼酸和碳酸铵、氨水摩尔比为7:3.6:4.5，混合均匀，温度40℃，压力为0.13MPa，反应时间2h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

实施例21

钼酸和碳酸氢铵、碳酸铵、氨水摩尔比为7:2.5:14:3.3，混合均匀，温度60℃，压力为0.15MPa，反应时间31.5h，得到产品，其X射线衍射分析结果表明，产物中存在的物相单一，四水合仲钼酸铵产品纯度>99％。

由以上实施例可知，本发明提供了一种四水合仲钼酸铵的制备方法：将钼源和铵源在水中进行复分解反应，得到四水合仲钼酸铵。本发明以四钼酸铵和/或钼酸作为钼源，以氨水、碳酸氢铵和碳酸铵中的一种或几种作为铵源，无需添加大量的溶剂和水，环保且节约。由实施例的结果可知，本申请提供的制备方法能够成功地得到四水合仲钼酸铵，且其纯度均＞99％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。