13862-78-7 / 四硫代鎢酸銨的制備及應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

四硫代鎢酸銨[(NH4)2WS4](簡(jiǎn)稱ATTT) 在生物固氮酶活性中心─鎢鐵硫原子簇化合物的合成中獲得廣泛應(yīng)用，又是煤液化和重質(zhì)油加氫催化劑的前驅(qū)物，也可以作為負(fù)載型和非負(fù)載型硫化鎢加氫催化劑制備的原料，在新一代晶體管、雙層電容器、光電化學(xué)太陽(yáng)能電池、電化學(xué)傳感器、儲(chǔ)氫材料和電極材料等方面也有很好的應(yīng)用。

制備^[1]

CN201610115068.3提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境友好，產(chǎn)率高、易于產(chǎn)業(yè)化的四硫代鎢酸銨的制法。本發(fā)明方法的設(shè)計(jì)原理是：采用鎢酸鹽或三氧化鎢與硫化銨溶液反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中抽真空或往反應(yīng)液中鼓入惰性氣體的方式將反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣從反應(yīng)液中排出，促進(jìn)反應(yīng)平衡向產(chǎn)物四硫代鎢酸銨方向移動(dòng)，并往反應(yīng)液中加入適量銨鹽，促進(jìn)產(chǎn)物四硫代鎢酸銨的析出來(lái)提高產(chǎn)率制備高純度的四硫代鎢酸銨。其反應(yīng)式如下式所示：

該方法將一定量的硫化銨溶液加入到鎢的化合物中，控制W/S摩爾比＝1/4～8，反應(yīng)溫度為室溫～100℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí)～5小時(shí)，在反應(yīng)過(guò)程中抽真空或往反應(yīng)液中鼓入氮?dú)饣蚨栊詺怏w的方式將反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣從 反應(yīng)液中排出，并往反應(yīng)液中加入適量銨鹽，冷卻至室溫，并靜置結(jié)晶0.5～24小時(shí)，最后過(guò)濾、用溶劑洗滌后再室溫干燥制得高純度四硫代鎢酸銨；與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：本發(fā)明方法與現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的方法不同，它是通過(guò)直接采用鎢酸鹽或三氧化鎢與硫化銨溶液反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中抽真空或往反應(yīng)液中鼓入氮?dú)饣蚨栊詺怏w的方式將反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣從反應(yīng)液中排出，促進(jìn)反應(yīng)平衡向產(chǎn)物四硫代鎢酸銨方向移動(dòng)，并往反應(yīng)液中加入適量銨鹽，促進(jìn)產(chǎn)物四硫代鎢酸銨的析出來(lái)高產(chǎn)率制備高純度的四硫代鎢酸銨。本發(fā)明方法具有廢物排放少，而且無(wú)需使用刺激性的氨水和劇毒、惡臭的硫化氫氣體，工藝條件簡(jiǎn)單、環(huán)境友好和產(chǎn)率高達(dá)98％以上等優(yōu)點(diǎn)，按照該發(fā)明方法可高效地生產(chǎn)出克級(jí)到噸級(jí)高純度的四硫代鎢酸銨(ATTT)產(chǎn)品，很容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)，具有極高的工業(yè)化應(yīng)用前景。

應(yīng)用^[2]

二硫化鎢的生產(chǎn)方法有四硫代鎢酸銨氧化焙燒分解法、 酸化熱分解法，但是上述二種方法生產(chǎn)出來(lái)的二硫化鎢純度低，晶體結(jié)構(gòu)不呈六方晶系，滿足不了市埸上對(duì)高純度、晶體結(jié)構(gòu)呈六方晶系的超細(xì)鱗狀的二硫化鎢的需求。

CN94119657.7研究出一種新的由鎢的化合物為原料，制出用于潤(rùn)滑的超細(xì)鱗狀六方晶系的二硫化鎢的工藝，使得工藝簡(jiǎn)單，易于操作，產(chǎn)品成本低廉。本發(fā)明的一種超細(xì)鱗狀晶體二硫化鎢的制備方法，以四硫代鎢酸銨為原料，在隔絕空氣的條件下，加熱分解四硫代 鎢酸銨，加熱時(shí)以100-200℃/小時(shí)的溫度梯度從室溫升溫至 700℃-1200℃，并在700-1200℃的溫度下保持恒溫24-48小時(shí)，再以30-110℃/小時(shí)的溫度梯度降至室溫，而制成本發(fā)明的超細(xì)鱗狀晶體二硫化鎢。

所用的原料四硫代鎢酸銨可以是市售的，也可以用本領(lǐng)域所屬的普通技術(shù)人員均知的方法，在鎢酸銨的溶液中通入硫化氫而生成四硫代鎢酸銨，再將四硫代鎢酸銨干燥粉碎，所用的四硫代鎢酸銨的粒度小于460mμ(小于40目)，雜質(zhì)總含量小于0.08％(重量百分?jǐn)?shù)，下同)，水分小于12％為好，又以四硫代鎢酸銨的粒度為50μm-300μm，雜質(zhì)總含量小于0 .05％，水份小于10％為更佳，其原料的粒度越細(xì)越好，雜質(zhì)的總含量越低越好，水份小于8％最佳，加熱分解四硫代 鎢酸銨時(shí)，以100-200℃/小時(shí)的溫度梯度，從室溫升溫至 700℃-1200℃，又以升溫至900-1200℃，在900-1200℃保持 恒溫的時(shí)間30-48小時(shí)為好，再以30-110℃/小時(shí)的溫度梯度 降至室溫，又以50-110℃/小時(shí)的溫度梯度降至室溫為更好，對(duì)生產(chǎn)出的晶體結(jié)構(gòu)為六方晶體的超細(xì)鱗狀二硫化鎢產(chǎn)品進(jìn) 行粉碎，使其粒度為2-20μm，其純度為99.50-99.99％。

本發(fā)明的超細(xì)鱗狀晶體二硫化鎢的制備方法的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.本發(fā)明的方法工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，設(shè)備只需要電焙解爐，建廠投資少，工藝條件可以采用自控制裝置控制，操作安全可靠，又可生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的高純超細(xì)晶體結(jié)構(gòu)為六方晶系 的二硫化鎢。

2.由于所采用的設(shè)備為密閉的，便于對(duì)焙燒時(shí)產(chǎn)生的有害氣體的處理，操作環(huán)境好，不污染環(huán)境。

主要參考資料

[1] CN201610115068.3 一種四硫代鎢酸銨的制法

[2] CN94119657.7 超細(xì)鱗狀晶體二硫化鎢的制備方法