10025-90-8 / 氯化鐠

【概述】

無水氯化鐠（PrCl3）是鐠的一種重要化合物，其作為有機(jī)合成、融鹽電解制備金屬鐠和鐠合金的主要原料。[1]

【理化性質(zhì)】

氯化鐠藍(lán)綠色粉末，易吸濕，可溶于水、乙醇。六方結(jié)構(gòu)，a=7.422A·，c=4.275A·。

性狀：綠色粒狀結(jié)晶物

密度（g/mL,25/4℃）： 4.02

相對(duì)蒸汽密度（g/mL,空氣=1）： 無可用

熔點(diǎn)（ºC）：786

沸點(diǎn)（ºC,常壓）：1700

沸點(diǎn)（ºC,5.2kPa）： 無可用

折射率： 無可用

閃點(diǎn)（ºC）： 1700

【制備方法】

1含水氯化物裝在硬質(zhì)玻璃管中的石英舟中，用減壓裝置(維持水銀柱高25cm)以1cm3/秒的速度通入純凈、干燥的HCl氣體，在70℃溫度下維持3h，逐步升溫到160℃，維持1～2h，然后慢慢升溫到250℃，趁熱打開爐子轉(zhuǎn)移石英管到保干器(濃硫酸做干燥劑)里，冷卻后，產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到熱的、干燥的試劑瓶中，迅速密封即可。

2按化學(xué)計(jì)量關(guān)系稱取反應(yīng)物，反應(yīng)物裝在懸于電爐中的石英管(d=13～25mm,l=7～25cm)中，選擇的電爐應(yīng)能使樣品管各個(gè)部位的溫度盡可能一致。反應(yīng)管入口與蒸餾燒瓶的側(cè)口相連(蒸餾燒瓶連有聚四氟乙烯管子)，出口與冷凝接收器(連有聚乙烯管子)相連，每做一次實(shí)驗(yàn)后聚乙烯管都需要更換，而聚四氟乙烯管不會(huì)受反應(yīng)的影響(裝置如圖Ⅲ2所示)。

以0.22~0.27g/(min·cm)的速度從樣品管滴加CCl4到蒸餾燒瓶中。通過蒸餾燒瓶上的聚四氟乙烯管上的螺旋夾子調(diào)控CCl4的流速。用電熱罩維持蒸餾燒瓶的溫度在100℃，用電熱帶維持預(yù)熱部分(連接蒸餾燒瓶與反應(yīng)管的側(cè)管部分)的溫度在120℃。

按以下要求控制反應(yīng)爐溫度：500℃ 6h，550℃ 15h，600～650℃ 8h。反應(yīng)完成后，通過惰性氣體入口充入Ar或者其他惰性氣體。斷開反應(yīng)管，配上活塞，連接真空系統(tǒng)，抽真空，密封保存。[2]

【產(chǎn)品鑒定】

以 PrCl3·6H2O 為原料，將其溶解在蒸餾水中配制成Pr3+濃度為0.05 mol/L 的溶液，利用超聲霧化器將氯化鐠溶液霧化為顆粒粒徑約為3 μm 的氣溶膠，由載氣送入溫度恒定的管式高溫?zé)峤鉅t中，分別在600、700、800、900、1000 和1100 ℃ 研究了氯化鐠的高溫?zé)峤夥磻?yīng)。利用X 射線衍射技術(shù)分析了氯化鐠氣溶膠在600 ~ 1100 ℃ 熱解產(chǎn)物的物相組成，結(jié)果如圖 所示。600 ℃ 時(shí)氯化鐠氣溶膠的熱解產(chǎn)物的衍射峰分布與ICSD 數(shù)據(jù)庫(kù)中的PDF 卡片72-2211 和85-0948相吻合，即熱解產(chǎn)物的物相組成為Pr(OH)Cl 和Pr℃l；當(dāng)熱解溫度為700 ~ 1000 ℃ 時(shí)，熱解產(chǎn)物的衍射峰分布與ICSD 數(shù)據(jù)庫(kù)中的PDF 卡片72-2211、85-0948 和75-0152 相對(duì)應(yīng)，即熱解產(chǎn)物由Pr(OH)2Cl、Pr℃l 和PrO2 三種物相組成；當(dāng)溫度升高至1100 ℃ 時(shí)，熱解產(chǎn)物的衍射峰分布與ICSD 數(shù)據(jù)庫(kù)中的PDF 卡片75-0152 和72-2211 相對(duì)應(yīng)，即熱解產(chǎn)物由PrO2 和Pr(OH)2Cl 組成。氣溶膠在600 ℃ 的熱解產(chǎn)物主要為Pr(OH)2Cl和少量的Pr℃l；當(dāng)熱解溫度為700 ℃ 時(shí)熱解產(chǎn)物中的主要物相為Pr(OH)2Cl，同時(shí)產(chǎn)物中Pr℃l 的含量增加，并有少量的PrO2 相生成；當(dāng)熱解溫度為800 ℃ 時(shí)，熱解產(chǎn)物中的主要物相為Pr℃l，同時(shí)有少量的Pr(OH)2Cl 和PrO2 相；熱解溫度為900 ℃時(shí)，熱解產(chǎn)物中PrO2 相增多，產(chǎn)物中的主要物相為Pr℃l 和PrO2，同時(shí)還有少量的Pr(OH)2Cl；當(dāng)熱解度為1000 ℃ 時(shí)，熱解產(chǎn)物中的主要物相為PrO2，熱解產(chǎn)物中依然有少量的Pr(OH)2Cl 和Pr℃l 相；熱解溫度為1100℃ 時(shí)，熱解產(chǎn)物主要為PrO2 相，同時(shí)還有少量Pr(OH)2Cl 相。由此可見，隨著熱解溫度的升高，在600 ~ 900℃ 時(shí)，熱解產(chǎn)物中的Pr(OH)2Cl 逐漸轉(zhuǎn)化為Pr℃l，僅有少量的Pr℃l轉(zhuǎn)化為PrO2；在1000 ~ 1100 ℃ 時(shí)，熱解產(chǎn)物中的Pr℃l 轉(zhuǎn)化為PrO2，值得注意的是在1100 ℃ 時(shí)，熱解產(chǎn)物中存在著Pr(OH)2Cl 但沒有Pr℃l，這說明Pr(OH)2Cl 熱解生成的Pr℃l 已全部轉(zhuǎn)化為PrO2，但是Pr(OH)2Cl 卻未完全熱解。[1]

圖. PrCl3 氣溶膠分別在不同溫度熱解產(chǎn)物的XRD 圖：(a) 600 ℃, (b) 700 ℃, (c) 800 ℃, (d) 900 ℃, (e) 1000 ℃, (f) 1100 ℃。

【應(yīng)用及發(fā)展前景】

1.用作實(shí)驗(yàn)用試劑。

2.用作石油催化劑，也可用于生產(chǎn)金屬鐠。[2]

【參考資料】

[1]薛首峰,吳文遠(yuǎn),邊雪.氯化鐠氣溶膠的高溫?zé)峤鈾C(jī)理研究[J/OL].稀有金屬:1-12[2018-05-25].https://doi.org/10.13373/j.cnki.cjrm.XY17050021.

[2]物競(jìng)化學(xué)品數(shù)據(jù)庫(kù)