一種四硫代鉬酸銨粉體的綠色制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無機化合物的制備方法技術領域，具體涉及一種高純四硫代鉬酸銨粉體的綠色制備方法，主要通過采用硫化鈉[(Na2S)]、稀硫酸[H2SO4]、三氧化鉬[MoO3]與氨水在設計的反應裝置中反應制備四硫代鉬酸銨[(NH4)2MoS4]。
【背景技術】
[0002]四硫代鉬酸銨[(NH4)2MoS4]是用來制備具有“高級固體潤滑油王”之稱的二硫化鉬的重要前驅體，在鐵氧還原蛋白和固氮酶生物化學研宄中占有重要作用，同時也是加氫脫硫和脫氮過程中常用的催化劑前軀物?，F(xiàn)有文獻中制備四硫代鉬酸銨的方法是采用仲鉬酸銨[(NH4)2Mo7O24.4H20]與硫化氫在氨水的環(huán)境中進行反應得到，具體步驟為:先將仲鉬酸錢在氨水中溶解，60?70°C水浴，通入硫化氫氣體，反應16小時，冷卻到室溫后經(jīng)過過濾、冷水洗滌、乙醇洗滌、抽干得到暗紅色晶體。該方法的缺點是反應時間過長，硫化氫氣體未很好處理。美國專利US4604278同樣采用仲鉬酸銨[(NH4)2Mo7O24.4H20]與硫化氫氣體反應制備四硫代鉬酸銨，反應時間縮短為3小時，反應過程改變?yōu)樵诿荛]、高壓的條件下進行(反應壓力為I?1.5Mpa)，而本發(fā)明擬采用硫化鈉[(Na2S)]、稀硫酸[H2SO4]與三氧化鉬[MoO3]的氨水溶液為原料在設計的反應裝置中反應制備四硫代鉬酸銨[(NH4)2MoS4]。反應在室溫、常壓下進行，條件緩和，反應時間較短，污染小，產(chǎn)物純度高。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種四硫代鉬酸銨粉體的綠色制備方法，該方法可大規(guī)模制備高純四硫代鉬酸銨粉體。
[0004]本發(fā)明的技術構思為:一種四硫代鉬酸銨粉體的綠色制備方法，所述制備方法采用設計的反應裝置完成，所述設計的反應裝置包括兩個三口燒瓶，分別為三口燒瓶A和三口燒瓶B ;還包括兩個注射器，分別為注射器A和注射器B ;還包括兩個磁力加熱攪拌臺(帶數(shù)字溫度顯示功能)，分別為加熱臺A和加熱臺B ;
[0005]所述三口燒瓶A置于加熱臺A上；所述三口燒瓶B置于加熱臺B上；
[0006]所述三口燒瓶A的左邊出口為通氮氣接口，可與氮氣源密閉連接，三口燒瓶A的中間出口與所述注射器A密閉連接；
[0007]所述三口燒瓶A的右邊出口通過軟管A與三口燒瓶B的左邊出口通過玻璃彎管密閉連通，三口燒瓶B的中間出口與所述注射器B密閉連接，三口燒瓶B的右邊出口通過導管B伸進盛有尾氣吸收液的燒杯中，所述尾氣吸收液優(yōu)選氫氧化鈉溶液。
[0008]所述三口燒瓶A和三口燒瓶B的中間出口各設有一橡膠塞作為密封塞，兩橡膠塞的頂端各設一橡膠片，所述注射器A和注射器B的針頭均通過橡膠片和橡膠塞伸入瓶內。
[0009]利用上述設計的反應裝置來實現(xiàn)的一種四硫代鉬酸銨粉體的綠色制備方法，其步驟如下:
[0010](I)首先將上述本發(fā)明所設計的反應裝置搭好，所述三口燒瓶B中的玻璃彎管伸入至三口燒瓶B中接近瓶底的位置，使反應過程中玻璃彎管伸入反應物液面以下，分別在三口燒瓶A和三口燒瓶B中放一磁子，所述燒杯中盛有濃度為lmol/L的氫氧化鈉溶液。注射器A中裝有稀硫酸(lmol/L)，注射器B中裝有質量分數(shù)為25%的濃氨水；
[0011]分別將硫化鈉與三氧化鉬粉末倒入三口燒瓶A與三口燒瓶B中，二者按摩爾比(4-5):1 下料；
[0012](2)通過氮氣瓶向三口燒瓶A中通入N2，十分鐘后，用注射器B向三口燒瓶B中注射質量分數(shù)為25%的濃氨水，所注入的氨水(ΝΗ3.Η20)與三氧化鉬的摩爾比為(2-3):1，然后通過加熱臺B在攪拌下加熱三口燒瓶B的反應物到65°C ；
[0013](3)觀察三口燒瓶B，當三氧化鉬完全溶解在氨水中時，用注射器A緩慢注入Imol/L稀硫酸，所注入的硫酸(H2SO4)與硫化鈉的摩爾比為(1-2):1，到三口燒瓶A中；
[0014](4)用移液槍將三口燒瓶B中反應得到的血紅色溶液轉移到離心管中，用丙酮洗滌、離心2-3次，離心速度為8000r/min，每次離心時間為5分鐘，得到暗紅色沉淀；
[0015](5)將步驟(4)得到的沉淀放入真空干燥箱中，在40°C下干燥12h，得到四硫代鉬酸銨粉體。
[0016]反應的原理是三氧化鉬與氨水反應，產(chǎn)生(NH4)2MoO4，此時由稀硫酸與硫化鈉產(chǎn)生的硫化氫氣體通入到溶液中，產(chǎn)生S2_取代了 Mo0 42_中的0，生成(NH4)2MoS4，本反應裝置可以隔離氧氣的干擾，并且產(chǎn)生的硫化氫氣體不會進入大氣中，不會污染環(huán)境。
[0017]對所得四硫代鉬酸銨粉體進行如下檢測:
[0018](I)使用X射線衍射儀檢測其物相、晶體結構；
[0019](2)使用傅氏轉換紅外線光譜分析儀測其紅外-可見吸收光譜；
[0020](3)使用紫外可見分光光度計來檢測其紫外-可見吸收光譜；
[0021](4)使用熱天平/差示熱分析儀分析儀測其受熱分解變化圖譜。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0023]本發(fā)明采用一種簡單綠色的方法制備得到四硫代鉬酸銨粉體，不需要使用具有毒性，易揮發(fā)且散發(fā)惡臭的硫化銨液體，反應在常壓、近室溫的條件下進行，避免了高溫高壓的危險，并且提供了綠色的制備裝置流程示意圖，反應過程中產(chǎn)生的氣體不泄漏，通過堿溶液進行處理，有效地為工業(yè)化綠色生產(chǎn)四硫代鉬酸銨粉體的流程提供思路支持。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明所設計的反應裝置的示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實施例1所得四硫代鉬酸銨粉體的XRD圖譜；
[0026]通過與標準XRD卡片(JP⑶S:48-1662)(下曲線為標準譜)對比發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的衍射峰與(NH4)2MoSjg準衍射峰的位置對應，基本沒有雜峰，且峰的強度高，證明實施例1制備的是(NH4)2MoS4,而且它的結晶度好，純度高。
[0027]圖3為本發(fā)明實施例2所得四硫代鉬酸銨粉體的紅外吸收圖譜；
[0028]圖譜中3113.14cm_\l633.lOcm'478.67CHT1分別對應順4+中N-H的伸縮振動峰、NH4+中N-H的彎曲振動峰和MoS 42_中的S-Mo的伸縮振動峰。這些特征峰的出現(xiàn)證明了粉末為(NH4)2MoS40
[0029]圖4為本發(fā)明實施例2所得四硫代鉬酸銨粉體的紫外可見吸收光譜；
[0030]圖譜中在317nm與467nm有很強的吸收峰，對應的是(NH4)2MoS4吸收峰，進一步證明了本發(fā)明所制備的粉體是(NH4) 2MoS4。
[0031]圖5為本發(fā)明實施例3所得四硫代鉬酸銨粉體的TG-DTG圖譜。
[0032]對粉體進行TG-DTG分析，觀察粉體受熱分解的過程:在階段I (135°C _214°C )分解產(chǎn)物占原料質量比為74.4%，與(NH4)2MoS4受熱分解為MoS 3的理論值73.8%非常接近。在階段II (3410C -4350C )分解產(chǎn)物占原料質量比為61.7%，與(NH4)2MoS4進一步分解為皿052與S，質量比為61.54%基本一致，說明本發(fā)明方法制得的粉體為(NH4)2MoS4，含有極少量的雜質。
【具體實施方式】
[0033]下面申請人將通過具體實施例對本發(fā)明的制備方法做詳細說明。
[0034]以下實施例1-3中均用到本發(fā)明所設計的反應裝置，如圖1所示，裝置包括兩個三口燒瓶，分別為三口燒瓶A和三口燒瓶B ;還包括兩個注射器，分別為注射器A和注射器B ;還包括兩個帶數(shù)字溫度顯示功能的磁力加熱攪拌臺，分別為加熱臺A和加熱臺B ;
[0035]所述三口燒瓶A置于加熱臺A上；所述三口燒瓶B置于加熱臺B上；
[0036]所述三口燒瓶A的左邊出口為通氮氣接口，與氮氣源密閉連接，三口燒瓶A的中間出口與所述注射器A密閉連接；
[0037]所述三口燒瓶A的右邊出口通過軟管A與三口燒瓶B的左邊出口通過玻璃彎管密閉連通，三口燒瓶B的中間出口與所述注射器B密閉連接，三口燒瓶B的右邊出口通過導管B伸進盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中。
[0038]所述三口燒瓶A和三口燒瓶B的中間出口各設有一橡膠塞作為密封塞，兩橡膠塞的頂端各設一橡膠片，所述注射器A和注射器B的針頭均通過橡膠片和橡膠塞伸入瓶內。
[0039]軟管A和導管B均為PE軟管。
[0040]以下實施例均利用上述本發(fā)明所設計的反應裝