磷酸氢锶的应用及制备

概述^[1]

磷酸氢锶（SrHPO4，DSPA）是1种重要的化工原料和分析试剂，已发现在蓝色发光材料和全固态微型激光器领域中具有广阔的应用前景。SrHPO4具有3种同分异构体：低温形成的β-SrHPO4(结构类似于BaHPO4)；高温生成的α-SrHPO4(结构类似于CaHPO4的三斜结构)及水热法合成的呈六角形状的γ-SrHPO4晶体(属正交晶系)。SrHPO4颗粒纳米化不仅会扩大其在发光材料和激光器等领域的应用，还有利于提高其溶解度，为今后与磷酸四钙等原料混合以制备具良好性能的含锶骨水泥奠定基础。目前，虽SrHPO4在国内有产品销售，但粒度及粒度分布等均不符合研究的需要。

应用^[2-3]

磷酸氢锶作为主要的荧光粉原料，具有非常大的市场前景。其应用举例如下：

1)制备三波段植物生长灯专用稀土复合荧光粉，其特征在于所述稀土复合荧光粉的组分包括磷酸氢锶、氧化镁、氧化铝、氧化锗、氧化铕、氧化铈、氧化铽为激活剂的基础材料，其中各组分的配比为：磷酸氢锶10-30份、氧化镁10-25份、氧化铝10-30份、氧化锗3-18份、氧化铕5-15份、氧化铈5-18份、氧化铽15-20份，各组分之和为100%，还包括助溶剂氟化铝，特种气体一份，氟化铝添加量为基础材料总重量的3-20%，特种气体包含7%的氢气、1%的氦气和92%的氮气。本发明的有益效果是：ZW-2三波段植物生长灯专用稀土复合荧光粉制作的光源有三个波段的光谱，既有促进植物生长发育的辐射能量高的适宜可见光谱，又有抑制徒长促进花青素及各种色素的形成的紫外光，在给植物补光等方面有绝对优势。

2）制备一种含锶可注射骨水泥。包括固相：聚甲基丙烯酸甲酯、半水硫酸钙、磷酸四钙、磷酸氢锶、硫酸钡和过氧化苯甲酰；液相：甲基丙烯酸甲酯单体、N，N二甲基对甲苯胺和对苯二酚。将固相和液相单独混合后，按照固体与液体以质量比2：1配合，使用骨水泥混合搅拌系统搅拌均匀，使用注射系统注射该骨水泥。含锶可注射骨水泥中，半水硫酸钙、磷酸四钙和磷酸氢锶均匀分布其中，植入体内后，在体内钙、锶离子逐步降解释放，形成蜂窝状结构并引导细胞长入，形成紧密结合，可以防止松动；制备的含锶可注射骨水泥的抗压强度都在50MPa以上。本发明可用于骨质疏松等引起的骨折固定、骨缺损填充。

制备^[4-5]

方法1：一种磷酸氢锶的制备方法，包括以下步骤：:在反应罐中加入pH为6~9的磷酸氢盐-磷酸二氢盐缓冲溶液，然后将等摩尔浓度的氢氧化锶溶液和磷酸溶液以等流速的方式加入反应罐中；其中，缓冲溶液溶液、氢氧化锶溶液和磷酸溶液的体积比为1：1：1。具体方法为：在反应罐中加入pH为6的磷酸氢铵-磷酸二氢铵缓冲溶液50L，其中磷酸氢铵-磷酸二氢铵缓冲溶液的浓度为0.1mol/L；将1.5mol/L的氢氧化锶溶液和1.5mol/L的磷酸溶液，以等流速的方式加入反应罐中，所述氢氧化锶溶液和磷酸溶液的加入体积均为50L；氢氧化锶与磷酸在常温下反应1h生成磷酸氢锶，反应结束后，反应溶液经离心分离，沉淀干燥得到磷酸氢锶产品，上清液经膜浓缩回收后，配制成pH为6的磷酸氢铵-磷酸二氢铵缓冲溶液，重复使用。经检测，本实施例制得的磷酸氢锶产品中磷酸氢锶含量为99%，产品锶磷比为1.01，产品粒度D50为40μm；采用经膜浓缩后重复使用的磷酸氢铵-磷酸二氢铵缓冲溶液，循环使用5个批次后，制得的磷酸氢锶产品质量没有变化。

方法2：一种荧光级磷酸氢锶

1、制备六水合氯化锶

(1)化料：将菱锶矿粉碎至120目后加入纯水中形成浆料，然后加入质量分数为20％的盐酸，形成化料液，调节该化料液的pH值为3，浓度为35波美度；

(2)除杂：向步骤(1)中获得的化料液中按7kg/m3的加入量加入质量分数为20％的双氧水，反应30min后，按0.1kg/m3的加入量加入活性炭，升温至80℃，最后调节pH值至6，保温50min后过滤，得滤液；

(3)调节步骤(2)中获得的滤液的pH值至5，然后将其进行浓缩至该滤液的浓度为42波美度，最后搅拌下冷却结晶，制得六水合氯化锶。

2、制备氯化锶溶液：将六水合氯化锶和去离子水加入化料罐中，搅拌后形成浓度为21波美度的料液，然后按5kg/m3的加入量向该料液中加入质量分数为20％的双氧水，按1.0℃/min的速率升温至75℃后加入氢氧化锶溶液调节pH值至8.5，再按0.5kg/m3的加入量加入活性炭，保温搅拌45min后过滤，取滤液，将该滤液的pH值调节至4，控制该滤液中氯化锶浓度为335g/L，Fe浓度≤0.005g/L，Ca浓度≤0.05g/L，Pb浓度≤0.005g/L即可。

3、制备磷酸氢二铵溶液：将磷酸氢二铵和去离子水加入化料罐中，搅拌至该磷酸氢二铵完全溶解，然后按0.1kg/m3的加入量加入活性炭，过滤取滤液，将该滤液的pH值调节至7.8，控制该滤液中磷酸氢二铵浓度为135g/L，Fe浓度≤0.005g/L。

4、制备荧光级磷酸氢锶：将氯化锶溶液以800L/h的流量、磷酸氢二铵溶液以1000L/h的流量同时注入合成反应釜中，在pH值为4.2，转速为110r/min，温度为65℃条件下反应110min后停止注入氯化锶溶液和磷酸氢二铵溶液，继续搅拌5min后调节pH值为4.0，然后陈化10min后经真空抽滤或离心获得沉淀，将该沉淀置于80℃的水中，搅拌浸泡5min后取出，首先通过真空抽滤机进行水洗，然后将洗涤后的沉淀进行离心处理，如此循环4次至该沉淀中Cl含量＜0.03wt％，最后在120℃进行干燥，即可。

主要参考文献

[1] 纳米磷酸氢锶的湿法合成

[2] CN201110069790.5三波段植物生长灯专用稀土复合荧光粉的制备方法

[3] CN201410385440.3含锶可注射骨水泥及制备方法

[4] CN201410824413.1一种磷酸氢锶的制备方法

[5] CN201811427983.1一种荧光级磷酸氢锶的制备方法及产品