本發(fā)明屬于化學(xué)合成,更具體地說,特別涉及一種高純鎢配合物的合成方法。
背景技術(shù):
1、在當今的材料科學(xué)和半導(dǎo)體工業(yè)領(lǐng)域,二維層狀過渡金屬硫化物因其獨特的性能而備受關(guān)注。其中,硫化鎢(ws2)憑借其高電子遷移率、優(yōu)異的光學(xué)吸收和量子霍爾效應(yīng)等特性,在太陽能電池、半導(dǎo)體等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。原子層沉積(ald)技術(shù)作為制備高質(zhì)量?ws2薄膜的重要手段,對前驅(qū)體的性能有著極高的要求。
2、高品質(zhì)的?ald?前驅(qū)體鎢配合物的合成成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而,現(xiàn)有的雙(叔丁基胺)雙(二甲基胺)鎢(vi)合成方法存在諸多不足。例如,部分合成路線反應(yīng)步驟繁瑣,需要對每一步的中間體進行單獨分離,這不僅增加了操作的復(fù)雜性,還導(dǎo)致最終產(chǎn)物收率偏低。一些方法所采用的原料價格昂貴,如特定的胺類化合物,使得生產(chǎn)成本大幅增加。
3、同時,部分反應(yīng)過程中使用的試劑存在安全隱患,如易燃、對空氣極其敏感且加入時劇烈放熱的物質(zhì),給生產(chǎn)帶來較大風(fēng)險。此外,一些合成路線中由于原料選擇不當,容易導(dǎo)致產(chǎn)物中金屬殘留,影響產(chǎn)品的純度,進而增加了純化成本。
4、綜上所述,現(xiàn)有合成方法在經(jīng)濟、安全和工業(yè)化應(yīng)用等方面存在諸多問題,難以滿足日益增長的市場需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求。因此,研發(fā)一種新的高純鎢配合物的合成方法,解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,具有重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種高純鎢配合物的合成方法,以解決上述的問題。
2、一種高純鎢配合物的合成方法,包括以下步驟:
3、s1:在氮氣氣氛保護下,向反應(yīng)容器中加入六氯化鎢和烷烴溶劑,將體系降溫至0℃;
4、s2:向s1獲得物中緩慢滴加叔丁胺,滴加完畢后體系變?yōu)辄S色濁液,再緩慢恢復(fù)至室溫并持續(xù)攪拌;
5、s3:對s2攪拌結(jié)束獲得的物料進行無水無氧過濾,并用烷烴溶劑洗滌,得到深棕色濾液;
6、s4:在室溫條件下向s3中的濾液中滴加三甲基氯硅烷,體系逐漸變?yōu)樽攸S色濁液,滴加完畢后,將體系外部溫度升至50℃加熱反應(yīng),恢復(fù)室溫后滴加吡啶,滴加完畢后室溫反應(yīng),得到(tbun)2wcl2(py)2中間體;
7、s5:向s4得到的中間體中加入甲苯和二烷基胺,在-20~60℃下反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后進行無水無氧過濾,用烷烴溶劑洗滌,蒸干溶劑并精餾,得到淡黃色的高純鎢配合物。
8、優(yōu)選的,所述六氯化鎢與叔丁胺、三甲基氯硅烷、吡啶、二烷基胺的摩爾比為1:(11~12):(2~3):(2~3):(5~7)。
9、優(yōu)選的,烷烴溶劑為正己烷、正戊烷、正庚烷中的一種。
10、優(yōu)選的,s5中的二烷基胺為二甲胺、二乙胺、甲乙胺中的一種。
11、優(yōu)選的,s2中滴加叔丁胺后攪拌時間為10小時。
12、優(yōu)選的,s4中滴加三甲基氯硅烷后加熱反應(yīng)的反應(yīng)時間為3小時。
13、優(yōu)選的,s4中滴加吡啶后反應(yīng)時間為12小時。
14、優(yōu)選的,s5中,加入甲苯和二烷基胺后反應(yīng)時間為12小時。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:
16、1、顯著提高了產(chǎn)物收率:通過優(yōu)化反應(yīng)條件和原料配比,本發(fā)明的合成方法使得高純鎢配合物的收率大幅提升,相比現(xiàn)有技術(shù),有效減少了原料的浪費,提高了生產(chǎn)效率。
17、2、保證了高金屬純度:成功實現(xiàn)了產(chǎn)品金屬純度達到5n,滿足了半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品金屬純度的嚴苛要求,有助于提升后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。
18、3、簡化了反應(yīng)步驟:采用一鍋法等簡潔的合成流程,減少了中間產(chǎn)物的分離和純化操作,降低了操作復(fù)雜性和勞動強度。
19、4、降低了生產(chǎn)成本:選用常見且價格相對低廉的原料,避免了使用昂貴試劑,同時提高了收率,綜合降低了生產(chǎn)成本。
20、5、提高了生產(chǎn)安全性:避免使用易燃、對空氣敏感且操作危險的試劑,顯著降低了生產(chǎn)過程中的安全風(fēng)險,保障了操作人員的生命安全和工廠的生產(chǎn)安全。
21、6、拓寬了原料選擇范圍:可以靈活選擇不同的二烷基胺,增加了合成方法的適用性和靈活性,滿足了不同的生產(chǎn)需求。
22、7、反應(yīng)條件溫和可控:反應(yīng)溫度在-20~60℃之間,易于控制和實現(xiàn),降低了對特殊設(shè)備和苛刻條件的依賴,便于工業(yè)化推廣。
23、8、促進了工業(yè)化生產(chǎn):簡單易行的操作流程、較低的成本和較高的安全性,使其更適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),有助于推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
1.一種高純鎢配合物的合成方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.如權(quán)利要求1所述一種高純鎢配合物的合成方法,其特征在于,所述六氯化鎢與叔丁胺、三甲基氯硅烷、吡啶、二烷基胺的摩爾比為1:(11~12):(2~3):(2~3):(5~7)。
3.如權(quán)利要求1所述一種高純鎢配合物的合成方法,其特征在于,所述烷烴溶劑為正己烷、正戊烷、正庚烷中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述一種高純鎢配合物的合成方法,其特征在于,s5中的二烷基胺為二甲胺、二乙胺、甲乙胺中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述一種高純鎢配合物的合成方法,其特征在于,s2中滴加叔丁胺后攪拌時間為10小時。
6.如權(quán)利要求1所述一種高純鎢配合物的合成方法,其特征在于,s4中滴加三甲基氯硅烷后加熱反應(yīng)的反應(yīng)時間為3小時。
7.如權(quán)利要求1所述一種高純鎢配合物的合成方法,其特征在于,s4中滴加吡啶后反應(yīng)時間為12小時。
8.如權(quán)利要求1所述一種高純鎢配合物的合成方法,其特征在于,s5中,加入甲苯和二烷基胺后反應(yīng)時間為12小時。