1. 研究目的与意义(文献综述)
二氧化锗为白色粉末或无色结晶,为四方晶系、六方晶系或无定形体。六方结晶与β-石英同构,锗为四配位;四方结晶具有超石英型结构,类似于金红石,其中锗为六配位。高压下无定形二氧化锗转变为六配位结构;随着压力降低,二氧化锗也逐渐变为四配位的结构。类红石型结构的二氧化锗在高压下可转变为另一种正交晶系氯化钙型结构。二氧化锗不溶于水和盐酸,溶于碱液生成锗酸盐。类金红石型结构的二氧化锗比六方二氧化锗更易溶于水,它与水作用时可产生锗酸。二氧化锗与锗粉在1000°c共热时,可得到一氧化锗。
现如今二氧化锗的制备方法主要是将进口锗精矿先经过硫酸、盐酸和其他氧化剂进行一次氧化,然后氧化蒸馏提纯,将蒸馏后液和蒸馏渣返回一次氧化阶段,其余溶液加盐酸和氧化剂进行二次蒸馏,将蒸馏后液返回氧化蒸馏阶段后,得到四氯化锗,四氯化锗本身也可作产品用于光导通讯方面,也可将四氯化锗水解,排出水解后液然后进行烘干即得到二氧化锗,氧化剂选用双氧水时,不给溶液带来杂质元素,还有利于后续处理。
二氧化锗用于制锗,也用于电子工业。用作半导体材料。由锗加热氧化或由四氯化锗水解制得。用作金属锗和其他锗化合物的制取原料、制取聚对苯二甲酸乙二酯树脂时的催化剂以及光谱分析和半导体材料。可以制造光学玻璃荧光粉,可作为催化剂用于石油提炼时转化、去氢、汽油馏份的调整、彩色胶卷及聚脂纤维生产。不但如此,二氧化锗还是聚合反应的催化剂,含二氧化锗的玻璃有较高的折射率和色散性能,可作广角照相机和显微镜镜头,随着技术的发展,二氧化锗被广泛用于制作高纯金属锗、锗化合物、化工催化剂及医药工业,pet树脂、电子器件等,需要注意的是二氧化锗的形态虽然和有机锗(ge-132)相似,但它具有毒性,不可服用。二氧化锗主要应用于聚酯纤维的催化剂以及荧光体等,在信息时代的今天,人们对二氧化锗或四氯化锗的纯度要求越来越高。
2. 研究的基本内容与方案
研究内容:
1、查阅相关文献,综述水热法制备氧化锗的制备方案与国内外研究现状;
2、在水热法合成二氧化锗实验过程中将溶剂作为变量分别用水和过氧化氢,得到二氧化锗后通过xrd、sem等分析,从显微结构方面研究了溶剂及时间对氧化锗的纯度的影响。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解氧化锗性能;
第4-5周:进行初步实验,通过改变实验条件制备不同的二氧化锗;
第6-9周:对所制备的样品进行结构的表征,分析水热过程中溶剂对二氧化锗纯度的影响机理。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]蒋伟,蒋开喜,一种从锗精矿制备高纯氧化锗的新工艺,矿冶,2006,17(3):26-29
[2]陆跃武,高纯gecl4水解工艺的改进,广东有色金金,属学报,2002,12(s1):36-38.
[3]王少龙,雷霆,张玉林等.四氯化锗提纯工艺研究进展,材料导报,2006,20(7):40-42.
