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高纯无水三氯化铟的制备及其性能研究

张梅英;彭巨擘;张松

【期刊名称】《《世界有色金属》》

【年(卷),期】2019(000)012

【总页数】2页(P146-147)

【关键词】无水三氯化铟;高纯;脱水机理

【作者】张梅英;彭巨擘;张松

【作者单位】云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心云南昆明650000

【正文语种】中文

【中图分类】TF843.1

1实验部分

1.1试剂与仪器

1.1.1所用试剂

精铟（云锡华联锌铟），纯度99.995%；盐酸（36%～38%），分析纯；氢氧化

钠，分析纯；乙醇、正丁醇，分析纯。

1.1.2仪器

制样设备：真空手套箱，常压蒸馏设备，磁力搅拌器，烧杯，量筒，冷凝管，电子

天平、鼓风干燥箱。

检测仪器：综合热分析仪（TG-DSC）、X射线衍射分析（XRD）、电感耦合等离

子体质谱仪（ICP-MS）。

1.2高纯无水三氯化铟的制备及原理

1.2.1四水三氯化铟的制备及原理

首先，向浓度为64.38g/L的In2(SO4)3溶液中缓慢加入30%NaOH溶液，同步

使用磁力搅拌使其反应能均匀进行，反应方程式如（1）所示；得到乳白色的

In(OH)3悬浮液，经沉淀、洗涤（保证SO42-浓度始终小于0.02g/L）、抽滤、

烘干等操作；再以1:1的摩尔比与盐酸反应生成含结晶水的InCl3，反应方程式如

（2）所示。其相应的化学反应方程式如下：

1.2.2无水三氯化铟的制备及原理

脱除三氯化铟结晶水的方法，通常是加入一种有机溶剂——正丁醇，减压蒸馏出

溶剂正丁醇后得到无水三氯化铟正丁醇配合物，再减压加热分解无水三氯铟正丁醇

配合物，最终减压蒸馏出三氯化铟（无水三氯化铟熔点586℃，沸点600℃）。

该方法减压蒸馏出溶剂为共沸物质正丁醇与水的混合物，无法返回到流程中，减压

加热分解无水三氯化铟正丁醇配合物及减压蒸馏出三氯化铟需要较高温度，产率低。

针对以上问题，本试验采用逐级取代，即用不稳定配合物取代稳定化合物的方法进

行了低温下制备无水三氯化铟试验。其具体步骤是：首先，将含结晶水的三氯化铟

加入正丁醇与庚烷混合液中，在35℃～50℃下常压搅拌至结晶溶解；然后，于

70℃～120℃温度区间内加热蒸馏，得到三氯化铟正丁醇配合物；再将上述得到的

三氯化铟正丁醇配合物放入索氏提取器中，加入一定比例的乙醚及金属钠，加热回

流1h～1.5h，得到三氯化铟乙醚配合物；接着在40℃～60℃条件下加热蒸馏三

氯化铟乙醚配合物；最后，在100℃～150℃油浴上加热干燥，同时通入高纯氮气

进行纯化处理，时间为1h～1.5h，得纯度为＞99.999%的无水三氯化铟样品。

1.3检测方法

1.3.1TG-DSC热分析

TG-DSC综合热分析是采用TG-DSC热分析仪对InCl3·4H2O进行脱水过程中热

稳定性分析，以α-Al2O3为参比物，试验气氛在氩气的条件下。温度范围在

20℃～600℃，升温速率为10K/min。

1.3.2XRD分析

XRD衍射分析可以根据每种晶体各自不同的特征谱线与PDF卡片进行对照对物相

进行定性分析。考虑到本检测样品无水三氯化铟极易吸水，选择在测试过程中用保

鲜膜覆盖样品，尽量避免三氯化铟吸水潮解。在图谱分析过程中，将保鲜膜的非晶

峰作为背底扣除后再进行XRD特征峰的标定。

1.3.3元素检测分析

使用ICP-MS检测样品中各个元素的含量，分样品中各个微量元素含量以及产品

纯度。

2分析与讨论

2.1TG-DSC综合热分析

利用一般的加热脱水方法很难将制得的有水InCl3脱去结晶水形成无水InCl3，上

升至较高温度下有水InCl3会产生水解反应形成氯氧化铟（InOCl），而导致产物

不纯。因此通过样品进行热分析，研究制备过程中的加热处理是否会对无水InCl3

产品的纯度造成影响，分别设置最高处理温度为350℃及550℃，升温速率为

10K/min，获得TGDSC曲线。

在0℃～100℃温度范围以内，样品失重曲线较为平缓，大约失重大部分失重5%，

这是由于样品内自由水的挥发而造成，然而在DSC曲线上出现不同程度的3个吸

热峰，证明样品内物质的挥发是分阶段造成的，分析造成的原因可能是由于样品内

自由水的释放也是一个分阶段过程，或者是样品内含有一定量的盐酸杂质，两者挥

发温度不同而导致出现