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2.2.1 氢氧化镍的制备
氢氧化镍的制备采用稀释法。该方法的关键所在是控制氢氧化钠的浓度,首先制备稀释的氢氧化钠溶液,然后使其缓慢地滴入硫酸镍溶液中,由此使氢氧化镍尽可能缓慢地析出。该方法无须分散剂,制备方法简单,原材料价格低廉容易得到。制备装置示意图如图2-1所示。
制备原理如下:
1)加热主反应室产生水蒸气。控制主反应室加热温度来控制反应速度,主反应室加热温度为105~125℃;由于主反应的温度越高,反应越快,水蒸气回流越快,沉淀剂析出越快。
图2-1 制备装置示意图
2)水蒸气通过冷凝回流系统进入隔离稀释区,经过隔离稀释区的石英砂得到稀释的沉淀剂溶液。
3)步骤2)中,稀释液溢流进入主反应室内,使可溶性的镍盐沉淀缓慢析出;沉淀剂室位于隔离稀释区的下方,连接限流阀门。
上述的沉淀剂使用氢氧化钾或氢氧化钠等可溶性的碱,前驱体使用可溶性的镍盐,包括硫酸镍、氯化镍或硝酸镍等。隔离稀释区石英砂的厚度控制在0.5~3.0cm,石英砂厚度越厚,沉淀剂析出的速度越慢。
通过优化实验使石英砂厚度控制在2cm,主反应室加热温度控制在115℃,称取7.8g六水合硫酸镍(NiSO4·6H2O, AR)加入30mL的去离子水中(预先加入适量聚乙二醇作为分散剂),搅拌均匀后加入主反应室内;在沉淀剂室中加入2.4g的氢氧化钠(NaOH, AR),其上层隔离稀释区铺盖一层厚度为2cm的石英砂;在115℃下加热主反应室8h停止,待冷却至室温后过滤,再用去离子水反复洗涤3次离心过滤,在80℃下干燥2h,得到绿色Ni(OH)2样品,将样品研细待用。