六水合硝酸镍的应用

背景及概述^[1][2]

六水合硝酸镍作为一种镍盐广泛应用于分析，催化剂和电池生产行业，特别是随着近年电池行业的迅猛发展，对六水合硝酸镍的需求也日益增加，电池和催化行业对六水合硝酸镍的产品指标超过了化工部颁发的标准。

另外，传统的电镍溶解－结晶的工艺不仅因采用金属镍作原料而使得六水合硝酸镍成本较高，且由于电镍的硝酸溶解是一个氧化还原反应过程，生产时酸雾弥漫，对工人的身心造成极大的伤害。鉴于此，探索新的六水合硝酸镍生产工艺，生产出高品质的六水合硝酸镍产品，对镍盐工业及下游产业发展有着极其重要的意义。

理化性质及结构^[1]

绿色单斜晶系结晶。相对密度2.05。熔点56.7℃。沸点136.7℃。易溶于水、液氨、氨水、乙醇，微溶于丙酮。其水溶液呈酸性(Ph=4)。有吸潮性，在潮湿空气中迅速潮解，在干燥空气中稍微风化。受热时失去4个结晶水，温度高于110℃时则分解而成碱式盐，继续加热生成棕黑色三氧化二镍和绿色氧化亚镍的混合物。与有机物接触时能引起燃烧和爆炸，有毒。

六水合硝酸镍

应用^[3]

1. 催化热解酚醛树脂

以六水合硝酸镍为催化剂前驱体，通过催化热解酚醛树脂的方法制备了碳纳米管；采用Ｘ射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了热解温度和催化剂用量对碳纳米管合成的影响。

结果表明：热解温度为400℃时，添加质量分数为0.75％镍的酚醛树脂热解产物中无碳纳米管生成；温度在600-1000℃时，碳纳米管的生成量及长径比均随温度的升高先增后降，生长温度为800℃；在800℃热解时，随着镍添加量的增加，碳纳米管的生成量和长径比均先增大后减小，添加量为酚醛树脂质量的0.75％，此时碳纳米管的直径为30-60ｎｍ，长度可达几十微米。

2.六水合硝酸镍对水稻抗白叶枯病

六水合硝酸镍溶液喷施处理后,水稻幼苗的白叶枯病发病程度降低.经平板测定,六水合硝酸镍对稻白叶枯菌只有轻微的直接毒性,表明水稻幼苗白叶枯病病情减弱,主要由于六水合硝酸镍诱导了水稻幼苗对白叶枯病的抗性。

0.05～2.75mmol/L的六水合硝酸镍均有明显的诱抗作用,其中2.2mmol/L为诱导浓度.2.2mmol/L六水合硝酸镍喷施处理后,水稻幼苗叶片病斑长比对照降低了69.6%.处理后第3d水稻幼苗表现出的诱导抗性.用2.2mmol/L喷雾处理第3叶以下部位,第4d挑战接种第3叶,使第3叶产生了对白叶枯病的系统抗性,相对诱导效果达42.9%.六水合硝酸镍的诱导抗病作用持续21d左右.

3.置换法除铜

以镍网或镍带在六水合硝酸镍溶液加热后放入置换铜杂质，使含铜较高但价格较低的废镍料可以制得合格的六水合硝酸镍试剂，从而大大降低生产成本，此法已在生产中应用，效果较好。使用过的表面镀铜的镍网或镍带经过稀盐酸处理后还可反复使用。着重讨论了置换物的选择、置换时间、置换物面积对除铜效果的影响。镍置换法除铜工艺简单、方便、实用，无需另加设备。

当六水合硝酸镍溶液中铜含量超出三级试剂标准一倍，每立方米溶液投放5m2的镍网，置换2h，铜杂质降低2～3倍。铜含量超标5～10倍，置换时间延长到17～22h，铜含量均优于三级试剂标准。如果想进一步提高质量，适当增加置换物面积或延长置换时间可达到试剂二级或一级的标准。

置换后铜膜镍网经稀盐酸退铜后可反复循环使用。此简易独特的工艺能利用廉价的、含铜较高的废镍生产六水合硝酸镍，为降低六水合硝酸镍成本和提高六水合硝酸镍质量提供了一个重要的途径。

制备^[2]

采用金川集团股份有限公司提供的净化后的硫酸镍溶液，含镍量为75～80g/L。配置140g/L的Na2CO3(上海产，化学纯)溶液2．0L，置于烧杯内加热至70℃，缓慢滴入NiSO4溶液，搅拌，直至pH值达到终点7～7．5。将沉淀好的NiCO3过滤，滤饼用90℃左右的二次水洗涤，洗涤水量控制在NiCO3的6～8。倍，洗水终点pH=7。

洗涤好的NiCO3用1∶1硝酸(上海产，化学纯)溶解，溶解时搅拌，溶镍终点pH值2～3。将溶解完全的六水合硝酸镍溶液在电炉上加热至一定比重后，置于恒温水浴锅(型号HHS26－6，武汉产)中缓慢降温，控制较慢的搅拌速度。将结晶完全的六水合硝酸镍结晶和母液过滤分离，再将湿的六水合硝酸镍结晶置于离心甩干机(SS－450型，北京产)内进一步抛去水分后于空气中晾干。

母液通过加入钡盐以将低其硫酸根含量。将一次结晶六水合硝酸镍溶解后，置于电炉上加热至一定比重后转入水浴锅内二次结晶。二次结晶六水合硝酸镍抛去水分晾干后，将其母液与一次结晶母液混合，再除去其中的硫酸根。六水合硝酸镍制备工艺流程图如图

主要参考资料

[1]王海华, 汪琼, 肖用森, et al. 硝酸镍诱导水稻白叶枯病抗性与防卫反应酶活性的变化[J]. 杂交水稻, 2003, 18(6):47-50.

[2]任冬燕, 苑春, 曹笃盟, et al. 重结晶法制备高品质硝酸镍的工艺研究[J]. 广州化工, 2012, 40(7):126-127.

[3]王军凯, 邓先功, 张海军, et al. 通过硝酸镍催化热解酚醛树脂制备碳纳米管[J]. 期刊论文, 2016, 40(8):30-33.