10241-05-1 / 一種制備五氯化鉬的方法

技術(shù)背景

五氯化鉬在有機化工領(lǐng)域是重要的催化劑。如它是芳香環(huán)的氯化和苯二甲酸酸酐的部分或完全氯化的有效催化劑；可用于催化合成聚戊烯橡膠，它的組成、純度、含 量以及微量雜質(zhì)的存在對聚合反應(yīng)均有較大影響；它與（苯）酚的化合物反應(yīng)得到（苯） 酚鉬化合物，它也與格氏試劑反應(yīng)生成聯(lián)胂及聯(lián)胂化合物。

五氯化鉬也用于實現(xiàn)鉬的氣相沉積。五氯化鉬熱分解得到的高純鉬可沉積在 金屬和非金屬表面上，得到一薄層均勻粘附的硬涂層，鉬涂層具有耐腐蝕、抗高溫等特性。用干氫控制氣態(tài)五氯化鉬能還原制取極細顆粒的鉬粉，這種鉬粉已用來生產(chǎn)焊料、 蒙乃爾合金、焊料。

五氯化鉬也是制備六羰基鉬等金屬有機化合物的重要原料，六羰基鉬在有機合 成、金屬鉬及其化合物薄膜材料、包覆材料等方面有著廣泛的應(yīng)用。

目前制備五氯化鉬的方法主要采用金屬鉬與氯氣通過高溫反應(yīng)制得（800°C以 上）。使用金屬鉬（粉末或棒料）為原料，成本較高；通過高溫反應(yīng)生產(chǎn)能耗高；同時 氯氣具有較高毒性和強腐蝕性，在生產(chǎn)過程中由于泄露導(dǎo)致的安全性難以得到保證，并 且會造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備五氯化鉬的方法，改進現(xiàn)有采用金屬鉬與氯氣 反應(yīng)制備技術(shù)中的不足，實現(xiàn)了工藝簡單、生產(chǎn)安全、價格低廉、生產(chǎn)效率高，并且制 備的五氯化鉬相成分單一、純度高。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：首先將三氧化鉬和脫水的四氯化碳以質(zhì)量比1 ： 4? 1 ： 6在圓底不銹鋼反應(yīng)瓶中進行混合，將反應(yīng)瓶進行脫氣后關(guān)閉閥門密封。然后將反應(yīng) 瓶全部沒入油浴鍋中加熱至150?240°C，保持1?12小時，冷卻后取出。此時反應(yīng)溶 液由開始的無色變?yōu)樽丶t色，并有黑色針狀晶體析出。開啟反應(yīng)瓶閥門放出反應(yīng)氣體， 將反應(yīng)溶液倒入蒸發(fā)器中，通過蒸發(fā)除去四氯化碳即得五氯化鉬黑色晶體。整個反應(yīng)過 程是在密閉容器（反應(yīng)瓶）中進行的。

上述反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為：

2MOO3+6CCl4 = 2MOCl5+6COCl2+Cl2

本發(fā)明中使用的四氯化碳既是反應(yīng)原料，亦是溶劑，要求使用前進行脫水處理。

本發(fā)明的反應(yīng)原理為：在密閉體系中，四氯化碳受熱氣化，形成一定系統(tǒng)壓 力，在此條件下三氧化鉬與四氯化碳發(fā)生氣固界面的氯化反應(yīng)（屬氧化還原反應(yīng)，三氧 化鉬為氧化劑，四氯化碳為還原劑），最終形成鉬的五氯化物鹽。本發(fā)明的突出優(yōu)點是：（1)工藝簡單易控，生產(chǎn)效率高；（2)原料價格較低，生 產(chǎn)條件簡單，生產(chǎn)成本低；（3)由于反應(yīng)是在密閉體系中進行，污染?。唬?)產(chǎn)品相結(jié)構(gòu)單一，純度高。

具體實施方式

將三氧化鉬10g，脫水的四氯化碳37.5ml (質(zhì)量比1 ： 6)放入圓底不銹鋼反應(yīng)瓶 中進行混合，將反應(yīng)瓶進行脫氣后關(guān)閉閥門密封。然后將反應(yīng)瓶全部沒入油浴鍋中加熱 至150°C，保持12小時，冷卻后取出。此時反應(yīng)溶液由開始的無色變?yōu)樽丶t色，并有黑 色針狀晶體析出。開啟反應(yīng)瓶閥門放出反應(yīng)氣體，將反應(yīng)溶液倒入蒸發(fā)器中，通過蒸發(fā) 除去四氯化碳即得黑色晶體，經(jīng)X射線衍射進行的相結(jié)構(gòu)分析證實該黑色晶體即為五氯化鉬。產(chǎn)物稱重8.2g，收率43%。