本發(fā)明涉及二氧化鍺的制備，具體為超高純二氧化鍺的制備方法。

背景技術(shù)：

1、二氧化鍺(geo2)，為白色粉末或無(wú)色結(jié)晶，二氧化鍺主要用于制金屬鍺，也用作光譜分析及半導(dǎo)體材料。在電子工業(yè)中，它可以用作半導(dǎo)體材料，制造光學(xué)玻璃熒光粉，以及作為催化劑用于石油提煉等過(guò)程。二氧化鍺還是科研常用的材料，特別是在分析化學(xué)和半導(dǎo)體材料領(lǐng)域。

2、高純二氧化鍺的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(gb/t?11069-2006)規(guī)定其純度不小于99.999％，含氯量不大于0.05％。但是被用于制備特殊鍺晶體材料的高純二氧化鍺，例如采用高純二氧化鍺制備鍺酸鉍晶體(bgo)，其過(guò)程涉及鉑金坩堝長(zhǎng)晶，如果二氧化鍺中的氯離子偏高，二氧化鍺在高溫熔融時(shí)，二氧化鍺中的氯將會(huì)釋放出腐蝕鉑金坩堝，同時(shí)腐蝕警惕制備設(shè)備。因此，在制備bgo領(lǐng)域，對(duì)二氧化鍺及其含氯量有更高要求。

3、經(jīng)檢索，中國(guó)專利公開號(hào)為cn109534388a的專利公開了一種高純二氧化鍺的制備方法，包括將金屬鍺粉末與水混合，加熱；加入雙氧水進(jìn)行氧化反應(yīng)，過(guò)濾，得到濾液；濃縮濾液、結(jié)晶，得到鍺酸結(jié)晶；鍺酸結(jié)晶在通入惰性氣體條件下進(jìn)行裂解反應(yīng)，即得高純二氧化鍺。上述專利得到得二氧化鍺純度只能達(dá)到99.99％，難以滿足bgo晶體的制備需求。鑒于此，我們提出超高純二氧化鍺的制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供超高純二氧化鍺的制備方法，以得到7n以上的高純二氯化鍺，降低其含氯量，以滿足bgo晶體的制備需求。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、超高純二氧化鍺的制備方法，包括以下步驟：

4、s1、對(duì)鍺錠進(jìn)行研磨，得到鍺粉；

5、s2、將鍺粉轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)器中，向其中通入高純氯氣，充分反應(yīng)，得到四氯化鍺；

6、s3、將四氯化鍺進(jìn)行蒸餾提純；

7、s4、向提純后的四氯化鍺中加入超純水，充分?jǐn)嚢韬箪o置，過(guò)濾得到二氧化鍺沉淀；

8、s5、將二氧化鍺沉淀進(jìn)行清洗、干燥、煅燒，得到7n以上超高純二氧化鍺。

9、優(yōu)選的，所述步驟s1中，鍺粉的粒徑小于10μm。

10、優(yōu)選的，所述步驟s2中，密閉反應(yīng)器內(nèi)的溫度控制在60～70℃，鍺粉與氯氣的摩爾比為1：1.5～1.8，反應(yīng)時(shí)間為1～6h。

11、優(yōu)選的，所述步驟s2中，還包括將鍺粉轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)容器后，加入催化劑，然后向其中通入高純氯氣，所述催化劑為二氯化鐵、二氯化錳中的任一種，催化劑與鍺粉的摩爾比為1：10～40。

12、優(yōu)選的，所述步驟s3中，蒸餾提純包括將四氯化鍺轉(zhuǎn)移至蒸餾燒瓶中，并對(duì)其加熱，收集90～120℃的餾分。

13、優(yōu)選的，所述步驟s4中，四氯化鍺與超純水的體積比為1：6～8，靜置時(shí)間為4～20h。

14、優(yōu)選的，所述步驟s5中，清洗包括用超純水對(duì)二氧化鍺沉淀進(jìn)行多次清洗，清洗后對(duì)二氧化鍺進(jìn)行真空抽濾；

15、干燥包括對(duì)清洗后的二氧化鍺沉淀進(jìn)行真空干燥，干燥溫度80～100℃，干燥時(shí)間4～8h；

16、煅燒溫度為600～800℃，煅燒時(shí)間為2～8h，煅燒氣氛為高純氬氣或高純氮?dú)狻?/p>

17、優(yōu)選的，采用真空干燥箱對(duì)清洗后的二氧化鍺沉淀進(jìn)行真空干燥，所述真空干燥箱包括箱體，所述箱體前側(cè)鉸接有箱門，所述箱體底部固定設(shè)置有第一電機(jī)，所述箱體內(nèi)側(cè)底部通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)柱，所述第一電機(jī)的輸出端貫穿箱體底壁與轉(zhuǎn)動(dòng)柱底部固定連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)柱頂部套設(shè)有放料盤；

18、所述箱體上方固定設(shè)置有第二電機(jī)，所述第二電機(jī)的輸出端貫穿箱體頂壁固定連接有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸底部固定連接有u型架，所述u型架底端對(duì)稱設(shè)置有固定柱，所述固定柱底部連接有伸縮桿，所述伸縮桿底端固定連接有攪拌槳，所述伸縮桿外側(cè)套設(shè)有彈簧，所述彈簧兩端分別與固定柱、攪拌槳固定連接，彈簧正常狀態(tài)時(shí)，攪拌槳底部與放料盤間隙配合；

19、所述箱體內(nèi)部設(shè)置有加熱塊，箱體側(cè)壁開設(shè)有通孔，箱體通過(guò)通孔與真空泵管路密封連接。

20、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)柱上側(cè)固定套設(shè)有支撐板，所述放料盤的邊緣固定設(shè)置有擋板。

21、優(yōu)選的，所述箱體底部均勻設(shè)置有多個(gè)支撐柱，且多個(gè)所述支撐柱的高度大于第一電機(jī)的高度。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

23、1.該超高純二氧化鍺的制備方法通過(guò)對(duì)鍺錠進(jìn)行研磨，得到鍺粉，直接氯氣氣化得到四氯化鍺，四氯化鍺蒸餾提純后經(jīng)水解、干燥、煅燒獲得7n以上高純二氧化鍺，含氯量低于0.003％，滿足bgo晶體的制備需求。

24、2.該超高純二氧化鍺的制備方法通過(guò)在鍺粉與氯氣反應(yīng)過(guò)程中加入催化劑二氯化鐵或二氯化錳，可有效提高四氯化鍺的產(chǎn)率，從而提高二氧化鍺的產(chǎn)率。

25、3.該超高純二氧化鍺的制備方法通過(guò)對(duì)四氯化鍺進(jìn)行蒸餾提純、二氧化鍺水解過(guò)程加入超純水、二氧化鍺沉淀經(jīng)多次清洗、干燥、煅燒，均可去除二氧化鍺中的雜質(zhì)，保證二氧化鍺的純度。

26、4.該超高純二氧化鍺的制備方法采用真空干燥箱對(duì)清洗后的二氧化鍺沉淀進(jìn)行真空干燥，通過(guò)第一電機(jī)、第二電機(jī)控制攪拌槳、放料盤反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使二氧化鍺沉淀受熱均勻，加速其干燥進(jìn)程。

技術(shù)特征：

1.超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，鍺粉的粒徑小于10μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，密閉反應(yīng)器內(nèi)的溫度控制在60～70℃，鍺粉與氯氣的摩爾比為1：1.5～1.8，反應(yīng)時(shí)間為1～6h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，還包括將鍺粉轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)容器后，加入催化劑，然后向其中通入高純氯氣，所述催化劑為二氯化鐵、二氯化錳中的任一種，催化劑與鍺粉的摩爾比為1：10～40。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中，蒸餾提純包括將四氯化鍺轉(zhuǎn)移至蒸餾燒瓶中，并對(duì)其加熱，收集90～120℃的餾分。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，所述步驟s4中，四氯化鍺與超純水的體積比為1：6～8，靜置時(shí)間為4～20h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，所述步驟s5中，清洗包括用超純水對(duì)二氧化鍺沉淀進(jìn)行多次清洗，清洗后對(duì)二氧化鍺進(jìn)行真空抽濾；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，采用真空干燥箱對(duì)清洗后的二氧化鍺沉淀進(jìn)行真空干燥，所述真空干燥箱包括箱體(1)，所述箱體(1)前側(cè)鉸接有箱門(2)，所述箱體(1)底部固定設(shè)置有第一電機(jī)(3)，所述箱體(1)內(nèi)側(cè)底部通過(guò)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)柱(4)，所述第一電機(jī)(3)的輸出端貫穿箱體(1)底壁與轉(zhuǎn)動(dòng)柱(4)底部固定連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)柱(4)頂部套設(shè)有放料盤(5)；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)柱(4)上側(cè)固定套設(shè)有支撐板(41)，所述放料盤(5)的邊緣固定設(shè)置有擋板(51)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超高純二氧化鍺的制備方法，其特征在于，所述箱體(1)底部均勻設(shè)置有多個(gè)支撐柱(15)，且多個(gè)所述支撐柱(15)的高度大于第一電機(jī)(6)的高度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及二氧化鍺的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為超高純二氧化鍺的制備方法，包括對(duì)鍺錠進(jìn)行研磨，得到鍺粉；將鍺粉轉(zhuǎn)移至密閉反應(yīng)器中，向其中通入高純氯氣，充分反應(yīng)，得到四氯化鍺；將四氯化鍺進(jìn)行蒸餾提純；向提純后的四氯化鍺中加入超純水，充分?jǐn)嚢韬箪o置，過(guò)濾得到二氧化鍺沉淀；將二氧化鍺沉淀進(jìn)行清洗、干燥、煅燒，得到7N以上超高純二氧化鍺。本發(fā)明的超高純二氧化鍺的制備方法得到的二氧化鍺純度高，產(chǎn)率高，含氯量低于0.003％，滿足BGO晶體的制備需求。

技術(shù)研發(fā)人員：袁承乾,張磊,王親猛,李棟,許志鵬,喬晉璽,周品
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇寧達(dá)環(huán)保股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6