本申請(qǐng)涉及無機(jī)化學(xué)，尤其涉及一種壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、壓敏電阻是以氧化鋅非線性電阻元件為核心而制成的電沖擊保護(hù)器件。而氧化亞鎳是其主要添加劑，是實(shí)現(xiàn)器件具有非線性伏安特性的關(guān)鍵材料。目前工業(yè)上，壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳制備方法主要采用鎳源和氨水的絡(luò)合法生產(chǎn)前驅(qū)體草酸鎳、碳酸鎳等、再通過煅燒得到氧化亞鎳，如現(xiàn)有技術(shù)有報(bào)道利用除雜后的鎳源和草酸、氨水反應(yīng)，并向此體系添加表面活性劑，獲得形狀和尺寸均一的前驅(qū)體草酸鎳粉末。或者利用噴霧熱解法制備氧化亞鎳前驅(qū)體，再煅燒得到氧化亞鎳，但是表面活性劑的使用可能會(huì)導(dǎo)致氧化亞鎳呈現(xiàn)出介孔狀的氧化亞鎳，而介孔狀的氧化亞鎳由于其多孔的外表進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)除雜難度提升。

2、中國(guó)專利申請(qǐng)201610106501.7公開了一種氧化亞鎳前驅(qū)體碳酸鎳的合成方法，其公開的碳酸鎳的制備方法包括以下步驟：

3、步驟1：并流、低ph值合成粗碳酸鎳：在合成槽中加水浸沒至攪拌槳葉，開啟攪拌，緩慢通入蒸汽升溫至70～80℃，分別按照3m3/h、2m3/h流速并流加入40g/l硫酸鎳溶液和120g/l碳酸鈉溶液，控制合成終點(diǎn)ph值6.9～7.1，過濾得濾液、濾餅；

4、步驟2：漿化、高ph值堿浸脫硫：將上步的濾餅加入堿浸槽中加水浸沒至攪拌槳葉，開啟攪拌，緩慢通入蒸汽升溫至80～90℃，按照水、濾餅3：1的比例繼續(xù)加水漿化碳酸鎳30分鐘，加入120g/l碳酸鈉溶液調(diào)整ph值至9.20～9.50，過濾得濾液、濾餅，過量的碳酸鈉與碳酸鎳濾餅中夾帶的so42-反應(yīng)生成硫酸鈉溶液脫除硫；

5、步驟3：漿化、洗滌脫鈉：將上步的濾餅加入堿浸槽中加水浸沒至攪拌槳葉，開啟攪拌，緩慢通入蒸汽升溫至80～90℃，按水、濾餅5：1的比例繼續(xù)加水漿化碳酸鎳30分鐘，過濾得濾液、濾餅，碳酸鎳濾餅中夾帶的na+脫除進(jìn)入濾液；

6、首先該方案具有加工成本低、金屬回收率高，設(shè)備材質(zhì)要求低，投資費(fèi)用低，技術(shù)門檻低，方法簡(jiǎn)單方便，效果好，碳酸鎳品質(zhì)好等特點(diǎn)，但是，進(jìn)一步觀察該方案可見，一方面，該方案并未公開碳酸鎳至氧化亞鎳的制備過程。

7、中國(guó)專利申請(qǐng)200710050492.5公開了一種制備高比表面積介孔氧化亞鎳的方法，該方案以氯化鎳為鎳源、碳酸鈉為沉淀劑、十二烷基硫酸鈉為模板劑制備介孔氧化亞鎳的工藝，具體為在鎳鹽溶液中加入適量十二烷基硫酸鈉作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，然后與碳酸鈉溶液進(jìn)行沉淀反應(yīng)，控制反應(yīng)的ph值、溫度及陳化條件等。陳化結(jié)束后進(jìn)行洗滌、研磨得到前驅(qū)體。前驅(qū)體在一定條件下煅燒、冷卻，即得介孔氧化亞鎳。該方案所記載的工藝易于控制，沉淀劑和模板劑用量少，制得的氧化亞鎳具有介孔結(jié)構(gòu)，比表面積較大，無表面活性劑殘留，且有較好的熱穩(wěn)定性；

8、觀察該方案可見，該方案在碳酸鎳的制備過程中加入了表面活性劑，并通過作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的十二烷基硫酸鈉制備出了具有介孔結(jié)構(gòu)和比表面積較大的氧化亞鎳；同時(shí)，其在后續(xù)的煅燒過程中，煅燒溫度為350～400℃。

9、本方案需要解決的問題：如何提出一種低雜質(zhì)含量且具有更接近球形形貌的氧化亞鎳的制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，通過上述制備方法制備出的氧化亞鎳具有低雜質(zhì)含量，同時(shí)具有更接近球形的微觀形貌，并且，該制備方法不同于傳統(tǒng)的氧化亞鎳的制備，在鎳沉積的過程中不添加額外的表面活性劑，以提高氧化亞鎳表面的光滑程度，從而得到一種表面孔洞更為稀少，后續(xù)除雜更加容易的氧化亞鎳。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，包括以下步驟：

3、步驟1：向硫酸鎳溶液加入含有碳酸根離子的溶液至ph值為7～9，得到碳酸鎳前驅(qū)體；

4、步驟2：將步驟1制得的碳酸鎳前驅(qū)體壓濾、堿浸并洗滌，得到碳酸鎳；

5、步驟3：將步驟2制得的碳酸鎳烘干，煅燒，得到壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳；

6、步驟2中，通過金屬氫氧化物的水溶液作為堿浸液對(duì)壓濾后的碳酸鎳前驅(qū)體堿浸，且堿浸過程中體系的ph為8.5±0.5。

7、本申請(qǐng)選擇金屬氫氧化物的水溶液進(jìn)行堿浸處理，其原因在于，盡管在傳統(tǒng)認(rèn)知中所有具有堿性的溶液均可作為堿浸處理的堿浸液，但在實(shí)驗(yàn)過程中，金屬氫氧化物作為堿浸液時(shí)，其與含硫雜質(zhì)之間呈現(xiàn)出了更加良好的反應(yīng)活性，進(jìn)而進(jìn)一步降低了碳酸鎳中的硫含量。

8、優(yōu)選地，金屬氫氧化物選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鋰、氫氧化鋇中的至少一種。

9、優(yōu)選地，硫酸鎳溶液選自硫酸鎳、氯化鎳、硝酸鎳中至少一者的水溶液；

10、含有碳酸根離子的溶液選自碳酸鈉、碳酸鉀中的至少一者的水溶液。

11、優(yōu)選地，步驟1具體為：向硫酸鎳溶液加入含有碳酸根離子的溶液，且在含有碳酸根離子的溶液加入的同時(shí)，控制體系的溫度處于55～80℃之間，同時(shí)以200～250rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌，直至體系的ph值提升至7～9，隨后過濾得到碳酸鎳前驅(qū)體。

12、優(yōu)選地，步驟3具體為：將步驟2制得的碳酸鎳干燥，隨后置于350～850℃的條件下煅燒2～4h，得到壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳。

13、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟3具體為：將步驟2制得的碳酸鎳干燥，隨后置于600～850℃的條件下煅燒2～4h，得到壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳。

14、優(yōu)選地，金屬氫氧化物為氫氧化鈉，且堿浸過程中金屬氫氧化物為氫氧化鈉，且堿浸液中，氫氧化鈉的濃度為0.08～0.15mo?l/l。

15、此外，本申請(qǐng)還公開了一種壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳，通過上述的壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法制得。

16、本申請(qǐng)的有益效果是：

17、本申請(qǐng)制備出的氧化亞鎳具有低雜質(zhì)含量，同時(shí)具有良好的球形度，并且，本申請(qǐng)不同于傳統(tǒng)的氧化亞鎳的制備，在鎳沉積的過程中不添加額外的表面活性劑，以提高氧化亞鎳表面的光滑程度，從而得到一種表面孔洞更為稀少，后續(xù)除雜更加溶液的氧化亞鎳。

技術(shù)特征：

1.一種壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，其特征在于，所述金屬氫氧化物選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鋇中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，其特征在于，所述含有碳酸根離子的溶液選自碳酸鈉、碳酸鉀中的至少一者的水溶液。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，其特征在于，所述步驟1具體為：向硫酸鎳溶液加入含有碳酸根離子的溶液，且在含有碳酸根離子的溶液加入的同時(shí)，控制體系的溫度處于55～80℃之間并以200～250rpm/min的轉(zhuǎn)速攪拌，直至體系的ph值提升至7～9，隨后過濾得到碳酸鎳前驅(qū)體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，其特征在于，步驟3具體為：將步驟2制得的碳酸鎳干燥，隨后置于350～850℃的條件下煅燒2～4h，得到壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，其特征在于，所述步驟3具體為：將步驟2制得的碳酸鎳干燥，隨后置于600～850℃的條件下煅燒2～4h，得到壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，其特征在于，所述金屬氫氧化物為氫氧化鈉，且堿浸過程中金屬氫氧化物為氫氧化鈉，且堿浸液中，氫氧化鈉的濃度為0.08～0.15mol/l。

8.一種壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳，其特征在于，通過權(quán)利要求1-7中任一所述的壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)屬于無機(jī)化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳的制備方法，先向硫酸鎳溶液加入含有碳酸根離子的溶液至pH值為7～9，得到碳酸鎳前驅(qū)體，再將碳酸鎳前驅(qū)體壓濾、堿浸并洗滌，得到碳酸鎳，隨后將碳酸鎳烘干，煅燒，得到壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳，并且堿浸過程中通過金屬氫氧化物的水溶液作為堿浸液對(duì)壓濾后的碳酸鎳前驅(qū)體堿浸，且堿浸過程中體系的pH值至為8.5±0.5，本申請(qǐng)通過上述設(shè)計(jì)，提升堿浸過程中堿浸液的反應(yīng)活性，進(jìn)而降低了氧化亞鎳中硫的含量，進(jìn)一步提升了氧化亞鎳的純度，此外，本申請(qǐng)還公開了一種壓敏電阻級(jí)氧化亞鎳。

技術(shù)研發(fā)人員：黃海東,張佳,楊新雄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6