硫醇對去除鎳粉表面吸附無機陰離子的研究*

張　毅，何　為，王　翀，王守緒，譚　澤

(1 電子科技大學(xué)，微電子與固體電子學(xué)院，四川　成都　610054；2 廣東光華科技股份有限公司，廣東　汕頭　515061)

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硫醇對去除鎳粉表面吸附無機陰離子的研究*

張毅1,2，何為1,2，王翀1,2，王守緒1，譚澤2

(1 電子科技大學(xué)，微電子與固體電子學(xué)院，四川成都610054；2 廣東光華科技股份有限公司，廣東汕頭515061)

納米鎳；陰離子；去除；正丁硫醇

1　實驗部分

1.1實驗儀器及藥品

ICS-1500離子色譜儀,美國DIONEX公司;陰離子分離柱(SA 23-25，4 mm);ESJ2000-4A電子天平,沈陽龍騰電子有限公司;SWGSL-1600X氫還原爐,南京亞玥五金機電有限公司。

樣品進離子色譜儀均經(jīng)過0.2 μm 微孔濾膜過濾。

1.2實驗過程

(1)超細(xì)鎳粉制備

分別稱取0.05 mol NiCl2·6H2O (NiSO4·6H2O和Ni(NO3)2·6H2O)配制成溶液，滴入NaOH濃度和N2H4·H2O濃度均為5 mol/L的溶液中，磁力攪拌，反應(yīng)2 h。制備的納米鎳顆粒在經(jīng)過純水和無水乙醇清洗、離心分離3次，得到濕納米金屬粉。對照組樣品干燥處理，實驗組樣品按如下處理：在攪拌的條件下，用超聲波處理濕的納米金屬5 min。離心洗滌濕納米鎳粉。

(2)納米鎳粉表面改性及無機陰離子清洗

在攪拌和超聲波下，加入正丁硫醇，加入量為硫醇/金屬的摩爾比為0.05～0.5:1；繼續(xù)攪拌超聲處理5～40 min。然后加入一定量的純水，攪拌和超聲波分散處理15 min后，離心分離得到金屬納米顆粒。

重復(fù)以上操作一次，將所得的金屬納米顆粒用無水乙醇洗滌、離心分離兩次。再放入高溫氫還原爐中，通入氫氣，在350度干燥0.5 h。

(3)樣品吸附陰離子含量測試

各稱取對照組和實驗組1 g納米鎳樣品用足量酸溶解，然后過濾稀釋至0.1 L。對照組用比色法，實驗組用離子色譜法檢測。

色譜條件：以4.5 mmol/L Na2CO3和0.8 mmol/L NaHCO3為淋洗液，流速為1.0 mL/min; 電化學(xué)抑制器，電流為25 mA; 電導(dǎo)檢測器，進樣量為25 μL，柱溫30 ℃，柱壓1850 psi。總計分析時間：30 min，峰面積外標(biāo)法定量[8-10]。

采用購買的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制四種不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液如表1所示。

表1　標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

2　實驗結(jié)果與討論

2.1制備鎳粉的SEM

圖1　制備鎳粉的SEM

制備的鎳粉，經(jīng)化學(xué)滴定檢測，純度在97.5%。

2.2正丁硫醇加入量和處理時間對無機陰離子去除性能研究

圖2　正丁硫醇加入量對Cl-質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

圖3　正丁硫醇處理時間對Cl-質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

2.3正丁硫醇改性對無機陰離子去除性能比較研究

表2　Cl-的檢測結(jié)果

表的檢測結(jié)果

表的檢測結(jié)果

可以看出，相比常規(guī)清洗的鎳粉，經(jīng)過去除陰離子處理的鎳粉陰離子含量已大大降低，提高鎳粉的純度。原因是硫醇一端是親水的巰基(-SH)，一端是親油的烷基。親水的巰基(-SH)與金屬有很好的親和性，可以與納米鎳反應(yīng)，在金屬表面生成相應(yīng)的硫醇化物，并包圍鎳顆粒[11]，使物理吸附的陰離子重新進入溶液中。因為陰離子和金屬的吸附是物理吸附，存在吸附解離平衡；而硫醇和金屬是化學(xué)吸附，是穩(wěn)定的吸附。這種硫醇金屬物是穩(wěn)定的烷基硫醇物，不會水解，并且在金屬顆粒表面留下的是非極性基團，可以減少陰離子基團的再次吸附。在超聲波作用下，硫醇與金屬顆粒表面的原子充分接觸反應(yīng)，同時也能夠促進陰離子從金屬表面解離和防止納米鎳粉的團聚。硫醇與鎳充分反應(yīng)后，多余的硫醇用無水乙醇溶解。得到的金屬顆粒在高溫下處理，使硫醇鎳分解為鎳；表面被水氧化的鎳也可以被氫氣還原為單質(zhì)[12]。

3　結(jié)　論

[1]李新春，成會朝，范景蓮.納米鎳粉制備技術(shù)研究進展[J].粉末冶金技術(shù),2009,27(2):142-146.

[2]P.K. Khanna,Priyesh V.More,Jagdish P.Jawalkar,B.G.Bharate. Effect of reducing agent on the synthesis of nickel nanoparticles[J]. Materials Letters,2009(63):1384-1386.

[3]白柳楊，袁方利，閻世凱，等. MLCC內(nèi)電極用超細(xì)鎳粉的制備進展[J].電子元件與材料,2006,25(10):6-9.

[4]杜艷，陳洪齡，陳日志.納米鎳粉的制備工藝及產(chǎn)業(yè)化研究進展[J].石油化工,2007, 36(6):637-642.

[5]Hua-gui Zheng,Jia-he Liang,Jing-hui Zeng,Yi-tai Qian.Preparation of nickel nanopowders in ethanol-water system (EWS) [J]. Materials Research Bulletin,2001(36):947-952.

[6]牛明勤,吳介達(dá).超細(xì)鎳粉的制備進展[J].精細(xì)化工,2003, 20(12):715-717.

[7]熊杰，廖其龍，寧海霞.液相還原法制納米鎳粉[J].精細(xì)化工,2007,24(10):952-955.

[8]柳玲,鄭海,高曉慶,等.離子色譜法同時測定地下水中多種陰離子含量的研究[J].水資源與水工程學(xué)報,2014,25(3):237-240.

[9]段立紅,武洪麗.離子色譜法測定水中常見陰離子的方法[J].科技視界,2014(27):273-275.

[10]張學(xué)慧，離子色譜法測定水樣中常見陰、陽離子的方法[J]. 赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2013,29(6):19-20.

[11]梁洪爽,趙杉林,李萍,等. 硫醇在金屬表面自組裝成膜的研究進展[J].當(dāng)代化工,2014,43(8):1606-1608.

[12]王琪,郝影娟,陳愛平,等. 高硫合成氣制甲硫醇K2MoO4/SiO2催化劑的研究鎳的促進作用[J].化學(xué)反應(yīng)工程與工藝,2009,25(1):84-87.

Research of Removing Anionic Adsorbed on the Surface of Nanometer Nickel*

ZHANGYi1,2,HEWei1,2,WANGCong1,2，WANGShou-xu1，TANZe2

(1 School of Microelectronics and Solid-State Electronics,University of Electronics and Technology of China,Sichuan Chengdu 610054; 2 Guangdong Guanghua Sci-Tech Co., Ltd., Shantou 515000, China)

nanometer nickel;anion;removal; n-butyl mercaptan

廣東省引進創(chuàng)新科研團隊計劃資助(No.201301C0105324342)。

TQ914.1

A

1001-9677(2016)03-0064-03