СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО ОКСИДА ЛАНТАНА, ВОЛЬФРАМА И ТЕЛЛУРА LaWTeO Российский патент 2019 года по МПК C01F17/00 C01G41/02 C01B19/00 C03C6/00 

Заявляемое изобретение относится к области химии и касается способа получения четверного оксида лантана, теллура и вольфрама состава La₂WTe₆O₁₈, который может быть использован для получения лантансодержащих теллуритно-вольфраматных стекол.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому изобретению является способ получения сложного оксида La₂WTe₆O₁₈ [Hai-Long Jiang. New Luminescent Solids in the Ln-W(Mo)-Te-O-(Cl) Systems / Hai-Long Jiang, En Ma, and Jiang-Gao Mao // Inorganic Chemistry. - 2007. - V. 46. - No 17. - P.P. 7012-7023], принятый за ближайший аналог (прототип).

Способ по прототипу включает получение сложного оксида La₂WTe₆O₁₈ из бинарных оксидов по твердофазной реакции:

La₂O₃+WO₃+6TeO₂→La₂WTe₆O₁₈.

Смесь La₂O₃, WO₃ и TeO₂ берут в молярном отношении 1:1:6, соответственно, выдерживают при температуре 650°С в запаянной ампуле в течение 6 суток.

Существенным недостатком этого способа получения является длительность синтеза.

Задачей изобретения является разработка нового способа получения сложного оксида лантана, вольфрама и теллура La₂WTe₆O₁₈.

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является сокращение продолжительности синтеза целевого вещества.

Это достигается тем, что в способе получения сложного оксида La₂WTe₆O₁₈ в качестве исходных веществ используют гексагидрат нитрата лантана La(NO₃)₃⋅6H₂O, тетрагидрат додекавольфрамата аммония (NH₄)₁₀H₂W₁₂O₄₂⋅4H₂O и ортотеллуровую кислоту H₆TeO₆, взятые в мольном соотношении 24:1:72, которые измельчают, смешивают с водой, затем смесь высушивают при 200-250°С и подвергают термической обработке на воздухе при температуре 600-700°С от 3 до 4 часов.

На фиг. 1 представлена дифрактограмма полученного сложного оксида лантана, вольфрама и теллура La₂WTe₆O₁₈.

Предлагаемый способ получения сложного оксида лантана, вольфрама и теллура La₂WTe₆O₁₈ осуществляют следующим образом.

Для получения сложного оксида La₂WTe₆O₁₈ используют навески исходных соединений, взятые в количествах, соответствующих отношению числа атомов La, W и Те, равному 2:1:6. Количества вещества исходных соединений n(La(NO₃)₃⋅6H₂O), n((NH₄)₁₀H₂W₁₂O₄₂⋅4H₂O) и n(H₆TeO₆), отвечающих этим формульным единицам, находятся в соотношении 24:1:72. Навески исходных соединений перемешивают и растирают в ступке. Полученную смесь помещают в фарфоровый тигель, добавляют небольшое количество воды до образования густой пасты и высушивают на воздухе, постепенно повышая температуру до 200-250°С. Полученный сухой остаток измельчают в ступке и прокаливают на воздухе при температуре 600-700°С от 3 до 4 часов. Полученный продукт характеризуется дифрактограммой, совпадающей с дифрактограммой сложного оксида La₂WTe₆O₁₈, представленной в источнике, характеризующем прототип. Совпадение положения максимумов пиков и их относительных интенсивностей свидетельствует об идентичности соединения, полученного по заявляемому способу, и соединения, описанного в источнике, характеризующем прототип.

Указанные пропорции компонентов, температурные интервалы и продолжительность тепловой обработки найдены экспериментально, причем их границы являются существенными.

При отклонении состава смеси от заявляемого целевая фаза не образуется совсем или образуется в смеси с кристаллами других соединений, так что продукт синтеза не обладает фазовой чистотой.

При температуре в интервале 200-250°С из шихты в газовую фазу удаляется вода, пары азотной кислоты, аммиак и другие летучие продукты термического разложения исходных компонентов шихты. При температурах менее 200°С не наблюдается достаточно полного удаления в окружающую среду летучих продуктов термического разложения компонентов исходной шихты. Длительное выдерживание шихты при температурах выше 250°С, но ниже 600°С, приводит к удалению в газовую фазу летучих продуктов разложения исходных веществ, но не обеспечивает полного формирования целевой фазы La₂WTe₆O₁₈. Шихта может оставаться аморфной полностью или частично, или наряду с целевой фазой в ней присутствуют примесные кристаллические фазы. Выше 700°С шихта спекается или расплавляется частично или полностью и трудно извлекается из тигля.

При продолжительности обработки менее 3 часов химические процессы формирования целевой фазы из стехиометрической смеси исходных компонентов оказываются незавершенными, так что шихта остается или частично аморфной, или наряду с целевой фазой в ней присутствуют примесные кристаллические фазы.

При обработке свыше 4 часов дальнейших изменений в структуре целевого продукта не наблюдается, поэтому более продолжительное нагревание нецелесообразно.

Целевой сложный оксид получается в результате ряда химических превращений в смеси этих веществ, сопровождающихся выделением летучих продуктов (воды, оксидов азота, аммиака, кислорода), завершающегося образованием кристаллической фазы индивидуального вещества. В результате высушивания смеси исходных соединений при их нагревании до 200-250°С образуется аморфное вещество с повышенной реакционной способностью, которое при температурах 600-700°С полностью превращается в сложный оксид La₂WTe₆O₁₈ в течение 3-4 часов.

Ниже представлен пример конкретного осуществления предлагаемого изобретения.

Пример 1.

Гексагидрат нитрата лантана массой 3.4225 г (7.90 ммоль), тетрагидрат додекавольфрамата аммония массой 1.0324 г (0.329 ммоль) и ортотеллуровую кислоту массой 5.4551 г (23.7 ммоль) измельчали и перемешивали в фарфоровой ступке. Смесь помещали в фарфоровый тигель, смачивали несколькими каплями дистиллированной воды и досуха выпаривали на электрической плитке при температуре 250°С. Сухой остаток растирали в ступке и прокаливали при температуре 650°С в течение 3 часов. Полученный продукт характеризуется дифрактограммой, приведенной на фиг. 1. Каждый из наблюдаемых пиков в этой дифрактограмме находится при тех же углах 2θ, как это имеет место для фазы La₂WTe₆O₁₈ согласно прототипу, причем относительные интенсивности рефлексов в этих дифрактограммах соответствуют друг другу. Это свидетельствует о получении La₂WTe₆O₁₈ заявляемым способом.

Изобретение относится к области химии и касается способа получения сложного оксида лантана, вольфрама и теллура La₂WTe₆O₁₈. В качестве исходных веществ используют гексагидрат нитрата лантана, тетрагидрат додекавольфрамата аммония и ортотеллуровую кислоту, взятые в мольном соотношении 24:1:72. Исходные вещества измельчают и смешивают с водой. Затем смесь высушивают при 200-250°С и подвергают термической обработке на воздухе при температуре 600-700°С от 3 до 4 часов. Техническим результатом является снижение продолжительности синтеза целевого вещества. 1 ил., 1 пр.

Способ получения сложного оксида La₂WTe₆O₁₈, отличающийся тем, что в качестве исходных веществ используют гексагидрат нитрата лантана, тетрагидрат додекавольфрамата аммония и ортотеллуровую кислоту, взятые в мольном соотношении 24:1:72, которые измельчают, смешивают с водой, затем смесь высушивают при 200-250°С и подвергают термической обработке на воздухе при температуре 600-700°С от 3 до 4 часов.