乙酸钴的制备方法及应用

背景及概述^[1][2]

乙酸钴是一种重要的有机化工原料，红紫色单斜系晶体。微有乙酸气味。有潮解性。主要用于对苯二甲酸的制备，作为铝表面处理剂的添加剂，油漆、清漆的干燥剂，陶瓷用的颜料及液相氧化催化剂。

制备^[1]

一、制备方法

以氧化钴为原料，与硝酸反应制备得到硝酸钴溶液，然后与纯碱溶液反应，生 成碳酸钴沉淀，经洗涤、分离，再加入乙酸酸化，反应液经过滤，调节pH值，浓缩，得到的乙酸钴-乙酸溶液进行重结晶，离心分离得到乙酸钴成品。

二、纯化方法

乙酸钴的纯化方法，包括如下步骤：

将纯碱沉淀法得到的乙酸钴-乙酸溶液在常温、0.1-0.25MPa条件下通过装有改性ATBS共聚物介质的吸附柱吸附，吸附后的乙酸钴-乙酸溶液浓缩至 20-95wt％，然后降温至5-25℃进行重结晶，收集纯化的乙酸钴产品。本发明将纯碱沉淀法获得的乙酸钴-乙酸溶液通过改性ATBS共聚物介质进行柱吸附，依靠ATBS共聚物介质对溶液中的杂质金属离子具有很强的吸附能力，有效去除了杂质金属离子。本方法用碳酸钠弱碱溶液对ATBS共聚物进行改性处理，可有效去除共聚物中的酸性单体，防止其与钴离子反应，生成其他杂质。本方法的改性ATBS共聚物介质在使用效力下降后可用0.1mol/L碳酸钠溶液进行洗脱，重复使用。本方法操作简单，质量稳定，能耗降低，适于工业化生产。

应用 ^[2]

一、以乙酸钴和乙醇钠为活化剂制备活性炭

活性炭是一种孔隙丰富、比表面积大，且物理化学性质稳定的多孔吸附剂，能有效 地去除色度、臭味、水中有机无机污染物和重金属等。在工业生产、食品卫生、家居、运输、环保等诸多领域有着极广泛用途。

CN201710240503提供了这样一种以乙酸钴和乙醇钠为活化剂制备活性炭的方法，以有机酸钴和乙醇钠为活化剂制备活性炭，所述的有机酸钴为甲酸钴或乙酸钴。工艺方法包括双氧水预处理、碱化活化、酸化中和、干燥，具体如下步骤：a.双氧水预处理：将炭化原料投送至干燥机烘干至恒重，烘干温度不超过120℃，优选 100℃，烘干完毕后投送至反应罐搅拌预处理1~2h，优选1.5h，同时通入质量分数为3%~10% 的双氧水溶液，优选5%的双氧水溶液，所述双氧水溶液和所述炭化原料的质量比为1：5~15，优选质量比为1：10，反应温度为35~45℃，优选40℃；b.碱化活化：所述炭化原料冷却至室温后加入分析纯乙酸钴和分析纯乙醇钠，乙酸钴 的质量是所述炭化原料的0.2%~0.5%，优选0.3%，乙醇钠的质量是所述炭化原料的3%~5%，优选4%，充分搅拌，升温至650-750℃，优选700℃，升温速率为5~8℃/min，优选6℃/min，保温2 ~3h得到活化料，优选2.5h；c.酸化中和：将所得活化料与质量分数为6%~8%的盐酸混合，优选7%的盐酸，控制pH在 6.4-6.9，优选pH为6.8，通入10%的蒸馏水后加热煮沸，冷却至60℃以下，优选50℃，真空抽 滤，固液分离得到湿炭；d.干燥：将所得湿炭在微波烘干炉中400~500℃进行烘干，优选480℃，程序升温速率为 10~15℃/min，优选12℃/min，在微波烘干炉中400~500℃保温0.5-1h，优选450℃保温0.8h， 彻底除去水分得到成品。

二、制备基于固相反应的电容器电极材料

超级电容器是一种储能性能介于常规电容器和电池之间的储能器件，具有 充电速度快、功率密度大、循环寿命长、环境友好等优点，充分弥补了常规电 容器和电池的不足。CN201310196898提供基于固相反应的电容器电极材料制备方法，结合不同的应用原材料，有以下三种制备方法，分别是：种基于固相反应的电容器电极材料制备方法，包括以下步骤：

1、将乙酸钴、草酸、氧化石墨烯混合研磨，其中乙酸钴、草酸按摩尔比为 1∶1用量，氧化石墨烯用量为最终得到的四氧化三钴质量的5％～30％，充分混合研磨，直至混合物中无刺激性气味的气体放出为止，得到黑色糊状前驱体，得到草酸钴-氧化石墨烯混合物；

2、将以上草酸钴-氧化石墨烯混合物进行煅烧得到四氧化三钴-石墨烯电极材料。第二种基于固相反应的电容器电极材料制备方法，包括以下步骤：1、将乙酸钴、柠檬酸、氧化石墨烯混合研磨，其中乙酸钴、柠檬酸按摩尔 比为1∶1用量，氧化石墨烯用量为最终得到的四氧化三钴质量的5％～30％，充分混合研磨，直至混合物中无刺激性气味的气体放出为止，得到黑色糊状前驱体，得到柠檬酸钴-氧化石墨烯混合物；

3、以上几种方法为固相反应，不使用溶剂，避免了在水相反应中发生的副反应，产率及纯度提高，反应条件易控制，操作简单易行。且通过石墨烯材料的引入，为导电性差但储能性好的具有高理论比电容的氧化物材料在电容器领域提供了一种新的途径，具有重要理论和实际应用意义。

主要参考资料

[1] CN201210420923.3 一种乙酸钴的纯化方法

[2] CN201710240503.X 一种以乙酸钴和乙醇钠为活化剂制备活性炭的方法

[3]CN201310196898.X 基于固相反应的电容器电极材料制备方法