氨基磺酸镍制备的研究

氨基磺酸镍制备的研究

氨基磺酸镍的制备研究Vol． 18，第 9 期，2001 年 9 月《精细化学品》卷。 18, No. 9 Sept. 2 0 0 1 氨基磺酸镍的有机电化学及工业制备精细研究 陈兆斌, 陈淑丽, 薛鹏冲 (山西大学化学系, 山西太原) 摘要: 采用有机电化学法制备氨基磺酸镍以镍粉和氨基磺酸为原料，加入H2O2。 向镍粉和水的混合物中添加H2O2的速度不宜太快。 氨基磺酸不宜添加太快。 分批添加。 氨基磺酸镍也是由电铸后形成的镍片制备的：首先将这些金属镍片制成硝酸镍，然后将硝酸镍制成氢氧化镍或碳酸镍，最后与氨基磺酸盐反应生成氨基磺酸镍。 合成氨基磺酸时，分两批加入发烟硫酸。 第一批发烟硫酸添加后，反应温度为30℃。 添加第二批发烟硫酸后，分两阶段升高反应温度。 第一阶段的反应温度为55℃。 、60℃，第二阶段为70、80℃，产品晶型好，易于纯化，收率高。 关键词：氨基磺酸镍； 氨基磺酸盐； 金属镍； 氢氧化镍； 碳酸镍 CLC 编号：TQ247。 56 文献标识码：A 货号：1003 - 5214 (2001) 09 - 0528 - 03 氨基磺酸盐 酸性镍是镀镍、电铸镍所必需的精细化工原料[1]。

用其作为镀镍材料，具有在被镀基材表面沉积速度快、镀镍层内部应用性好的优点。 有一系列的工作需要探索。 另外，氨基磺酸的制备具有氨基磺酸强的优点。 其制备和加工镍酸所必需的原料氨基磺酸不仅是一种用途广泛的化工原料，而且对植物抗病性具有诱导作用。 其生产工艺还需要进一步优化[3]。 作者研究了氨基磺酸盐和氨基磺酸镍的制备。 关于氨基磺酸镍的制备，为了适应工业生产中原料供应的多样性，研究中使用的原料包括工业碳酸镍、镍粉、模压全息图像制备。 [2] O H2N C NHSO3 H + H2SO4 1 铸造模具等时形成的废镍片 实验 1. 1 主要仪器及原材料：电动搅拌机、电热套、砂芯漏斗、熔点测定仪、未校准温度计。 发烟硫酸，w（游离SO3）=50%，分析纯，北京化工厂生产； 发烟硫酸，w（游离SO3）=20%，工业品，太原化工厂生产； 尿素，分析纯，北京化工厂生产； 浓硫酸w(H2SO4)=95%，分析纯，石家庄试剂厂生产； 浓硝酸，分析纯，天津化学试剂五厂生产； 镍粉，从郑州化工玻璃站进口包装。

112 原理 11211 氨基磺酸的制备 O H2N Ξ 收稿日期：2001 - 02 - 20 OC NH2 + SO3 H2N C NHSO3 H 资助项目：国家自然科学基金（）和山西省留学回国人员科研基金（金流2001-1）资助项目11212 氨基磺酸镍的制备 Ni+H2O2+H Ni(NO3)2的制备：3Ni+8HNO3 NiCO3的制备：Ni(NO3)2+ Ni(OH)2的制备：Ni(NO3)2的制备+ 2NaOH Ni ( ) 2 : NiCO3 + H CO2 Ni(OH) 2 + H 113 步骤11311 氨基磺酸的制备。 直接以镍粉为原料制备镍的无机酸盐 Ξ H + CO2 Ni ( ) 2 + 2H2O 3Ni(NO3) 2 + 2NO + 4H2O NiCO3 + Ni(OH) 2 + Ni( ) 2 + H2O + Ni ( ) 2 + 2H2O 将25 mL w（游离SO3）加入100 mL圆底烧瓶=20%发烟硫酸中，在搅拌下缓慢加入10 g尿素，速度使反应体系温度不高于30°C。 如有必要，可使用冷水浴来控制温度。

当尿素溶解后，停止搅拌，然后用滴液漏斗加入第二批25mL w（游离SO3）=45以上，添加的发烟硫酸中含有游离SO3和尿素发烟硫酸的20%，添加速度使得反应体系的温度不超过第9期。 陈兆斌等：氨基磺酸镍的制备研究？ 529？ 将固体物质依次用98%硫酸、无水乙醇洗涤，干燥，然后水浴加热搅拌反应10，30分钟后，反应体系pH=7，滤去多余的NiCO3，滤液浓缩得蓝色固体产物2146g，收率97％(以氨基磺酸计)。 从氢氧化镍制备氨基磺酸镍[5,7]。 将1g Ni(OH) 2 和5mL水加入50mL烧瓶中，加适量水重结晶，得固体产物2911g，收率90％，熔点205，206℃。 11312 用镍粉制备氨基磺酸镍。 将3 g镍粉和5 mL水加入50 mL三颈烧瓶中，然后分批加入3 g H，同时滴加w(H2O2)=30%水溶液（每3 min（加1滴） )直至不再产生气泡且反应温度维持在60℃左右。

加入H后，调节pH=6、7，得到炖硫酸盐。 蒸发水，得蓝色固体产物317g，收率97％(以氨基磺酸计)。 11313 氨基磺酸镍 由碳酸镍和氢氧化镍制成。 将 5 g Ni 片粉碎成尽可能小的碎片，加入到 100 mL 烧瓶中，然后加入约 50 mL 稀 HNO3，搅拌下加热至 60℃左右，直至反应体系消失，滤出未反应的固体 Ni得到Ni(NO3) 2 溶液。 将 100 g Na2 CO3 溶于 400 mL pH=7 的水中，加热至沸腾，边搅拌边滴入 Ni(NO3) 2 溶液[含溶质 Ni(NO3) 2 150 g]。 此时，将会有降水。 反应015h后，取上清液检查：加入，若无沉淀形成，则说明Ni(NO3)2已全部参与反应。 过滤，用热水洗涤浅绿色固体产物，干燥。 产量96g，收率98％。 当氢氧化镍反应体系的pH=8左右时，滤出固体，使用60？ 制备180g]，反应015小时，水洗至洗脱液pH=7，得Ni(OH) 2 固体90g。 收率98%。

从碳酸镍制备氨基磺酸镍[4]。 在50mL烧瓶中加入3g NiCO3和2g H，加热搅拌下滴加H2水溶液，反应10～30分钟。 当反应体系pH＝7时，抽滤除去过量的Ni(OH) 2 ，滤液蒸干水，得到固体产物215g，收率97％。 (其数量比为n(SO3)×n(尿素)＝110×112,114)。 发烟硫酸全部加入后，将反应体系缓慢升温至55、60℃，反应115h，然后升温至70、80℃，反应2或3h。 反应液自然冷却至室温，抽滤，w(H2SO4)=2过滤结果与讨论2.1氨基磺酸制备工艺的选择21111加料方式及反应温度将溶于水中，加入将其加入到已在搅拌下加热至60℃的Ni(NO3) 2 溶液中。 21112含溶质Ni(NO3)2的发烟硫酸浓度和用量太低，反应过程太慢，反应时间长，收率低。

因此，使用w（游离SO3）=20%的发烟硫酸最为合适。 21113 母液回收 过滤出产品氨基磺酸后，产生大量含有高浓度硫酸的母液。 为了充分利用原料，防止环境污染，可在母液中添加高浓度发烟硫酸，使游离SO3的质量分数达到20%左右，然后可继续用作反应原料，且由于母液中含有一定量的氨基磺酸213 Ni的Ni(NO3)2片的反应条件是根据细晶粒来选择的，因此母液的回收利用更容易氨基磺酸结晶析出，晶粒较大，更容易提纯。 212 由金属镍粉制备氨基磺酸镍的条件。 氨基磺酸盐与金属Ni的反应一开始有一定的反应速度，但随着Ni表面逐渐变得蓬松，反应速度变得很慢。 具有实际制备价值的反应过程需要H2O2的参与，使Ni在H2O2的氧化下能够更顺利地转化为二价Ni离子。 实验表明，H2O2的添加速度不能太快，否则会阻碍反应的进行。 尿素与发烟硫酸生成氨基磺酸的反应是放热反应，Q放热=/mol。

若一次性加入发烟硫酸，体系温度急剧升高，产生大量CO2，并形成大量泡沫。 反应进行不顺利，产物颗粒太细，过滤困难，甚至得不到晶体。 作者分两批添加发烟硫酸。 第一批发烟硫酸加入后，由于参与反应的SO3浓度较低，反应温度很容易控制在30℃左右，生成中间体脲基磺酸。 第二批烟硫酸加入后，体系中SO3浓度升高，反应温度也相应升高（约45℃），从而将生成的脲基磺酸转化为氨基磺酸。 第二批烟硫酸加入后，为了缩短生成氨基磺酸的反应时间、晶型良好、易于纯化，采用两段升温法。 首先将反应温度缓慢升至55或60℃，并继续反应一定时间。 然后，升至70℃或80℃，再反应一定时间。 整个反应过程的温度不能太高。 实验表明，所用发烟硫酸的浓度应适中。 如果w（游离SO3）=40%，使用50%发烟硫酸，由于SO3浓度太高，反应从一开始就不能顺利进行，生成的产物是灰色糊状半固体，很难过滤掉，并且不断吸收水分。 如果使用含量低于w(游离SO3)=20%的发烟硫酸，由于SO3? 之间的相互作用，可生成Ni(NO3) 2 。 530？ 精细化学品 FINE 第 18 卷，氧化性强酸 HNO3 和金属 Ni。

如果使用的HNO3浓度太高，反应温度会急剧升高，并有大量黄棕色NO2气体逸出，反应不能顺利进行。 如果HNO3的质量分数保持在25%左右，反应就能顺利进行。 214 以碳酸镍或氢氧化镍为原料制备氨基磺酸H，反应易完全，产物易滤出。 然后与氨基磺酸盐反应，得到氨基磺酸镍。 以尿素和发烟硫酸为原料生产氨基磺酸，采用分两批添加发烟硫酸的工艺。 第二批发烟硫酸加入后，采用两阶段加热工艺，缩短反应时间，缩短反应流程。 稳定，产品晶粒大，易于提纯，收率提高。 参考文献：[1]蔡建秋，周连江，乐志强，等。 无机盐工业手册[M]． 北京：添加化学发烟硫酸。 是55-60？ 然后到70-80？ 添加发烟硫酸后。 用于 of (? from . of )) 不会太快。 , ( ? 和 ( , ,which were ) from ,也可用作 of ( ? . ) 关键词：( ; 酸 ; 金属 ; ; 项目 : 由中国 ( ) 和 ( 2001 - 1 ) 基金选择镍21411反应条件的研究以碳酸镍为原料，NiCO3与H反应生成强酸和弱酸盐，工业出版社，1979。434—437。 [2]李宝英，徐德林。氨基磺酸的合成工艺[J]．化学世界，1992，（5）：210．[3]余茂章．精细化工词典[M]．北京：化学工业出版社，1989．[4]KLI． ，KVP，EV，等人 [P]：1 181 914，1985-09-30。 ：60-63。 的，858.-853。

反应过程中产生大量CO2气泡，极易造成反应液喷出。 如果将H和NiCO3都制成稀溶液进行反应，反应会比较稳定，但由于水分较多，需要蒸发更多的水才能得到固体氨基磺酸镍。 笔者将固体碳酸镍和固体氨基磺酸混合研磨，然后分批加水搅拌进行反应，可以达到较高的收率。 21412 以氢氧化镍为原料，(OH)2与H的反应为酸碱反应。 Ni很容易进行。 实验表明，Ni(OH)2的输入量应略大于[J]中用于大规模的工具。 ，1998，52(11)：856 - 3 结论[7]，。 [J].G,1998,49(8):849 对氨基磺酸镍及其原料氨基磺酸盐的合成及工艺条件进行了系统研究。

为了适应行业内不同含镍原料的供应，采用金属镍（镍粉或镍片），或先由金属镍制成硝酸镍，然后再制成碳酸镍或氢氧化镍。 然而，作者简介：陈兆斌（1940-），男，河北省阳原县人，山西大学化学系教授。 1994年、1996年赴加拿大多伦多大学进修，主要从事有机化学和有机光化学研究。 电话： -。 (?)CHEN,CHEN,XUE (中国,,,中国)) : 酸和 (? ) 的酸和发烟硫酸分两次添加到尿素中。第一个后的酸为 30 ?