碳酸镍的知识与应用及制备方法!
(2023-10-19 14:15:37)
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碳酸镍是斜方浅绿色结晶,300以上即分解。能溶于氨水及稀酸中,不溶于水。一般由碱金属碳酸盐与硫酸镍反应制得,常用于电镀、电池、陶瓷器着色和釉药等。碳酸镍是一种制备合成纳米镍有效的一种前驱体,用它所制备的纳米镍纯度高,反应条件温和。
有关制备碳酸镍的方法,主要用碱金属碳酸盐与硫酸镍化学反应而制得,对环境和工艺要求高,会产生含碱金属离子的废液,难无害化处理。因此有必要开发制备工艺简单,效率高,无需特殊设备设施的制备方法,以期克服上述方法的缺点。
接下来提供一种在较温和条件下制备碳酸镍的方法。
包括以下步骤
1、将硫酸镍铵充分溶解于水中,配制的镍离子浓度为0.1~1mol/L的水溶液;
2、将碳酸氢铵加入到步骤1所配置的镍盐溶液中,碳酸氢铵与镍盐的摩尔比为4:1~6:1,在室温下搅拌溶解均匀后,装入高压反应釜,密闭反应釜,将其加热到210~250,保温2-8小时;
3、将步骤2所得的产物过滤,用水反复清洗,干燥,经过260-295加热后,即可获得碳酸镍粉末。
上述步骤2中优选碳酸氢铵与镍盐的摩尔比为5:1。
本制备方法具有以下优点:
1)制得产物纯度高,产率高。
2)工艺简单,生产成本低,生产周期短,条件温和。
应用
碳酸镍可用作玻璃、瓷器的颜料;其他镍化合物的原料;催化剂。其应用举例如下:
1、利用碳酸镍和固体氨基磺酸制备氨基磺酸镍。
该方法首先将固体氨基磺酸直接加入到浆化的碳酸镍中发生酸碱中和反应,制备出高浓度的氨基磺酸镍溶液,然后将该氨基磺酸镍溶液依次经过蒸发、结晶、离心、干燥得到氨基磺酸镍产品。本发明方法制备原料单一,工序简单,不用添加催化剂等物质,既避免了引发剂加入导致的副反应发生,提高了氨基磺酸镍产品纯度,又得到了高浓度的氨基磺酸镍溶液,缩短了蒸发时间,降低了生产成本,提高了产率。
2、碳酸镍用于改善烧结锰铜阻尼合金性能。
利用碳酸镍热分解、氢还原产生的高活性镍促进烧结,释放出来的CO2、H2O气体阻止烧结坯表面形成致密封闭层,提高烧结体的均匀性,使得在氢气气氛下烧结就可以得到大尺寸的锰铜烧结体,在氢气作用下热解、还原和烧结。具体步骤为碳酸镍分解:300~450保温1~4小时;氧化镍还原:400~550保温1~4小时;烧结:850~950保温时间为1~4小时;升温速度5~10/分钟。
该方法可烧结合金直径达100mm、长度达220mm,密度为5.18~5.73g/cm3,硬度为49~95HRF,弯曲强度为126~278MPa的锰铜阻尼合金。采用碳酸镍代替镍粉做为镍元素的供体的主要作用是:
碳酸镍热分解产生的微细镍元素具有低的熔点,能够在较低的温度将单 质锰粉熔合,从而减少热阻界面,提高烧结坯料的热导性和温度均匀性,从而提高锰铜烧结 合金的均匀性;
在碳酸镍分解的温度范围,压坯表面还没有实现烧结致密化,因此碳酸镍分解产生的水和二氧化碳气体不断排出压制坯表面,阻止压坯表面形成致密封闭层,使表面处于多孔状态,在低温加热阶段,有利于混合粉的表面吸附水的排出;在高温烧结阶段,有利于氢气进入烧结体,起到还原少量氧化金属元素的作用;
碳酸镍为细微粉末,不容易发生塑性粘接,因此利于成分混合均匀;
分解所得的微细高能状态镍粉,容易跟锰、铜、铁、铝等元素发生烧结扩散,从而促进液相形成和烧结过程。