一种高纯二氧化锗的制备方法技术

本发明专利技术公开一种高纯二氧化锗的制备方法，包括以下步骤：金属锗粉末与水混合，加热；加入双氧水进行氧化反应，过滤，得到滤液；浓缩滤液、结晶，得到锗酸结晶；锗酸结晶在通入惰性气体条件下进行裂解反应，即得；所述制备方法，成本低廉，流程简单，对环境与操作人员友好，工艺周期短，得到的二氧化锗纯度高，白度高，不含氯离子。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯二氧化锗的制备方法
本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种高纯二氧化锗的制备方法。
技术介绍
二氧化锗分子式二氧化锗，分子量104.64，物理性状为白色粉末或无色结晶，目前广泛应用于红外探测，光纤掺杂等高科技领域与国防领域，同时也可用于光谱分析及半导体材料等方面，是一种具有极高应用价值的战略物质。现有制备二氧化锗的主要方法有两种：一为火法工艺，即在电弧炉内通入氧气，高温氧化锗粉从而制得二氧化锗。现有火法技术具有以下缺点：1、电弧炉造价高昂，一台电弧炉往往造价数十万以上，小型企业无力承担。2、火法工艺能源消耗高，使用成本昂贵。3、通入的氧气为4N(99.99％)或者5N(99.999％)的高纯氧气，成本昂贵。二为湿法工艺，即水解四氯化锗，然后高温裂解。现有的湿法技术也具有以下缺点：1、四氯化锗的成本昂贵，四氯化锗的主流制备方法是用锗与氯气在加热条件下合成，其成本高昂，且污染很大，对操作人员有危害。2、四氯化锗的熔点为-49.5℃，常温下为发烟液体，极易挥发，且有剧毒，对操作人员有危害。2、采用四氯化锗制备得到的二氧化锗中的氯离子含量高，这对二氧化锗的性能影响大。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种高纯二氧化锗的制备方法，成本低廉，流程简单，对环境与操作人员友好，工艺周期短，得到的二氧化锗纯度高，白度高，不含氯离子。为解决以上技术问题，本专利技术提供的技术方案是一种高纯二氧化锗的制备方法，包括以下步骤：(1)金属锗粉末与水混合，加热；(2)加入双氧水进行氧化反应，过滤，得到滤液；(3)浓缩滤液、结晶，得到锗酸结晶；(4)锗酸结晶在通入惰性气体条件下进行裂解反应，即得。优选的，金属锗粉末为4N金属锗粉末。优选的，所述金属锗粉末为金属锗制成的100目～200目的粉末。优选的，金属锗粉末与水重量比为3.0-5.0：1。优选的，所述双氧水为30wt％双氧水。优选的，所述氧化反应过程温度为90℃以上。优选的，所述双氧水与金属锗粉末的重量比为2.6～3.0：1。优选的，所述步骤(2)具体包括：逐步加入双氧水进行氧化反应，待溶液颜色澄清透明，停止加入双氧水，过滤，得到滤液。优选的，所述步骤(2)具体包括：逐步加入双氧水进行氧化反应，待溶液颜色澄清透明，停止加入双氧水，过滤，得到滤液。优选的，所述步骤(2)具体包括：加入双氧水和氨水进行氧化反应，过滤，得到滤液。优选的，所述氨水为5wt％氨水。优选的，所述步骤(3)具体包括：浓缩滤液、自然冷却结晶，得到锗酸结晶。优选的，所述惰性气体为氮气或氩气。优选的，通入的所述惰性气体流速为0.5～1.5L/min。优选的，所述裂解反应过程裂解温度为450～550℃。优选的，所述裂解反应过程裂解时间8个小时以上。本申请与现有技术相比，其详细说明如下：本专利技术提供了一种高纯二氧化锗的制备方法，仅采用金属锗粉末、水为原料，双氧水为氧化剂，裂解反应过程通入惰性气体，成本低廉，流程简单，对环境与操作人员友好，工艺周期短，达到的二氧化锗纯度高，纯度可达到99.99％以上，白度高，不含氯离子。进一步的，本专利技术先将金属锗粉末和水进行混合，防止初始反应过于剧烈；本专利技术氧化反应过程控制双氧水加入的速度，避免反应过于剧烈。本专利技术金属锗粉末为金属锗制成的100目～200目的粉末保证了氧化反应过程反应速度，可在步骤(2)氧化反应过程加入氨与Ge4+形成配离子，两者相互促进使反应进行，提高反应速度。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1是一种高纯二氧化锗的制备方法，包括以下步骤：(1)反应釜内加入水，开启搅拌，然后将所述金属锗粉末投入反应釜之中，加热反应釜；(2)逐步加入双氧水进行氧化反应，待溶液颜色澄清透明，停止加入双氧水，过滤，得到滤液；根据实时情况逐步加入双氧水，避免反应过于剧烈；(3)浓缩滤液，得到为滤液体积，停止加热，浓缩液转移至聚乙烯容器内5～35℃条件下自然冷却结晶，得到锗酸结晶；(4)锗酸结晶在通入惰性气体条件下进行裂解反应，即得。其中，所述金属锗粉末为4N金属锗制成的100目～200目的粉末。所述水为超纯水。金属锗粉末与水重量比为3.0-5.0：1。加热反应釜至反应釜内温度为90～95℃。所述双氧水为30wt％双氧水。所述双氧水与金属锗粉末的重量比为2.6～3.0：1。所述惰性气体为氮气或氩气。通入的所述惰性气体流速为0.5～1.5L/min。所述裂解反应过程裂解温度为450～550℃。裂解反应过程裂解时间8～10h。上述制备方法得到的高纯二氧化锗纯度可达到99.99％以上，白度高，收率达到98％以上。实施例2本实施例与实施例1的区别仅在于：(2)加热反应釜，逐步加入双氧水和氨水进行氧化反应，待溶液颜色澄清透明，停止加入双氧水，过滤，得到滤液；根据实时情况逐步加入双氧水和氨水，避免反应过于剧烈；所述氨水为5wt％氨水。本实施例制备方法步骤(2)氧化反应速度快于实施例1步骤(2)氧化反应速度。得到的高纯二氧化锗纯度可达到99.99％以上，白度高，收率达到98％以上。实施例3本实施例与实施例1的区别在于：所述金属锗粉末为4N金属锗制成的20目～80目的粉末。本实施例制备方法步骤(2)氧化反应较实施例1步骤(2)氧化反应缓慢，甚至不反应。实施例4本实施例与实施例2的区别仅在于：所述金属锗粉末为4N金属锗制成的10目～50目的粉末本实施例制备方法得到二氧化锗纯度可达到99.99％以上，白度高，收率达到98％以上。实施例5本实施例与实施例1的区别在于：加热反应釜至反应釜内温度为80～85℃。本实施例制备方法步骤(2)氧化反应较实施例1步骤(2)氧化反应缓慢，甚至不反应。以上仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本专利技术的限制，本专利技术的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯二氧化锗的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)金属锗粉末与水混合，加热；(2)加入双氧水进行氧化反应，过滤，得到滤液；(3)浓缩滤液、结晶，得到锗酸结晶；(4)锗酸结晶在通入惰性气体条件下进行裂解反应，即得。

【技术特征摘要】
1.一种高纯二氧化锗的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)金属锗粉末与水混合，加热；(2)加入双氧水进行氧化反应，过滤，得到滤液；(3)浓缩滤液、结晶，得到锗酸结晶；(4)锗酸结晶在通入惰性气体条件下进行裂解反应，即得。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，金属锗粉末为4N金属锗粉末。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属锗粉末为金属锗制成的100目～200目的粉末。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，金属锗粉末与水重量比为为3.0-5.0:1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，马立云，潘锦功，傅干华，黎东升，段杰明，周毅，
申请(专利权)人：成都中建材光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51