СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО ОКСИДА ПРАЗЕОДИМА, МОЛИБДЕНА И ТЕЛЛУРА PrMoTeO Российский патент 2019 года по МПК C01F17/00 C01G39/02 C01B19/00 C30B29/22 C03C1/02 C03C6/00 

Заявляемое изобретение относится к области химии и касается синтеза сложного оксида празеодима, молибдена и теллура Pr₂MoTe₄O₁₄, который может быть использован в качестве компонента в составе шихты для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

К настоящему времени известно соединение, являющееся сложным оксидом празеодима, молибдена и теллура, состава Pr₂MoTe₄O₁₄ (Inorganic Chemistry 46 (2007) 7012-7023). Получение этого вещества осуществляют по твердофазной реакции:

Pr₂O₃+MoO₃+4TeO₂→Pr₂MoTe₄O₁₄.

Смесь Pr₂O₃, MoO₃ и TeO₂ нагревают в вакуумированной кварцевой ампуле в течение 6 суток при температуре 750°С.

Существенным недостатком этого способа синтеза являются высокие температура и продолжительность синтеза.

Задачей изобретения является разработка способа получения нового сложного оксида празеодима, молибдена и теллура, который отличается меньшей длительностью и температурой синтеза.

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является снижение продолжительности и температуры синтеза.

Это достигается тем, что способ получения сложного оксида празеодима, молибдена и теллура Pr₂MoTe₄O₁₄ включает растворение исходных соединений по отдельности в дистиллированной воде, в качествекоторых используют гексагидрат нитрата празеодима Pr(NO₃)₃⋅6H₂O, тетрагидрат гептамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O и ортотеллуровую кислоту H₆TeO₆, смешивание полученных растворов, выпаривание полученной смеси досуха_д измельчение и прокаливание полученного сухого остатка при температуре 600°С в течение 3-5 часов до получения порошка светло-зеленого цвета, при этом используют навески исходных компонентов таких масс, чтобы выполнялось соотношение атомов Pr : Мо : Те, равное 2:1:4.

В таблице 1 представлены данные о межплоскостных расстояниях и относительных интенсивностях рефлексов соединения Pr₂MoTe₄O₁₄ полученного по предлагаемому способу.

На фиг. 1 представлена дифрактограмма порошка полученного соединения по примеру 1, в котором выдержано заданное соотношение количеств исходных веществ.

На фиг. 2 представлена дифрактограмма порошка, полученного по примеру 2, причем в синтезе нарушено требуемое соотношение количеств исходных веществ. Порошок представляет собой смесь сложного оксида Pr₂MoTe₄O₁₄ и примеси диоксида теллура.

На фиг. 3 представлена дифрактограмма измельченного в порошок стекла, полученного охлаждением расплава шихты, содержащей сложный оксид Pr₂MoTe₄O₁₄, по примеру 3.

Предлагаемый способ получения сложного оксида празеодима, молибдена и теллура Pr₂MoTe₄O₁₄ осуществляют следующим образом.

Отбирают навески исходных соединений Pr(NO₃)₃⋅6Н₂O, (NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O, H₆TeO₆ таких масс, чтобы выполнялось соотношение атомов Pr : Мо : Те, равное 2:1:4. Далее навески по отдельности растворяют в дистиллированной воде, смешивают полученные растворы. При смешивании растворов выпадает осадок. Осадок и окружающий его раствор выпаривают досуха, не разделяя их. Полученный сухой остаток измельчают и прокаливают при температуре не менее 600°С втечение 3-5 часов. После прокаливания соединение представляет собой порошок светло-зеленого цвета.

Если при синтезе соединения Pr₂MoTe₄O₁₄ нарушить соотношение атомов Pr : Мо : Те, равное 2:1:4, и изменить содержание любого из компонентов, то в результате прокаливания получается смесь веществ. Кроме синтезируемого Pr₂MoTe₄O₁₄, в системе будет присутствовать оксид того макрокомпонента, содержание которого было превышено. Условия термической обработки (температура 600°С) подобраны экспериментально. Температура прокаливания может превышать 600°С, но это не улучшает качество продукта синтеза и поэтому не целесообразно. При температурах ниже 600°С целевая твердая фаза не образуется, либо содержит примеси исходных веществ или промежуточных продуктов реакции, либо не обладает достаточной кристалличностью.

Продолжительность термической обработки найдена экспериментально и составляет от 3 до 5 часов. При меньшей продолжительности термической обработки процесс формирования целевой фазы оказывается незавершенным. Продукт содержит примеси исходных веществ или промежуточных продуктов реакции или не обладает достаточной кристалличностью. Увеличение продолжительности термической обработки свыше 5 часов не улучшает качества продукта и потому не целесообразно.

Дифрактограммы порошка полученного соединения, приведенные на фиг.1, межплоскостные расстояния и относительные интенсивности рефлексов, представленные в таблице 1, хорошо согласуются с рентгеноструктурными данными, характеризующими прототип (Inorganic Chemistry 46 (2007) 7012-7023).

В рентгенограмме отсутствуют рефлексы, относящихся к исходным веществам Pr(NO₃)₃⋅6H₂O, (NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O, Н₆ТеО₆ и продуктам их термического разложения Pr₂O₃, MoO₃, TeO₂, что свидетельствует о том, что в системе произошло химическое взаимодействие и образование новогохимического соединения, обладающего собственной характерной кристаллической структурой.

Ниже представлены примеры конкретного осуществления предлагаемого изобретения.

Пример 1.

Навески гексагидрата нитрата празеодима массой 2.61 г, тетрагидрата гептамолибдата аммония массой 0.53 г и ортотеллуровой кислоты массой 2.76 г, которые соответствует соотношению атомов Pr : Мо : Те, равному 2:1:4, растворяли в воде, растворы смешивали, и эту смесь выпаривали досуха на воздухе на электрической плитке. Сухой остаток измельчали в фарфоровой ступке, помещали в фарфоровый тигель и прокаливали при 600°С в течение 5 часов. Дифрактограмму полученного соединения регистрировали на дифрактометре Shimadzu LabX XRD-6000, излучение CuKα. Дифрактограмма полученного соединения содержит только пики, характерные для целевого соединения. Дифрактограмма приведена на фиг. 1.

Пример 2.

Навески гексагидрата нитрата празеодима массой 2.61 г, тетрагидрата гептамолибдата аммония массой 0.53 г и ортотеллуровой кислоты массой 3.45 г, которые соответствует соотношению атомов Pr : Мо : Те, равному 2:1:5, растворяли в воде, растворы смешивали, и эту смесь выпаривали досуха на воздухе на электрической плитке. Сухой остаток измельчали в фарфоровой ступке, помещали в фарфоровый тигель и прокаливали при 600°С в течение 5 часов. Дифрактограмму полученного образца регистрировали на дифрактометре Shimadzu LabX XRD-6000, излучение CuKα. В дифрактограмме наряду с рефлексами от целевой фазы представлены сигналы от кристаллического диоксида теллура, что указываетна примесь посторонней фазы. Дифрактограмма полученной смеси приведена на фиг. 2.

Пример 3.

Для синтеза стекла состава 50ТеО₂ - 25MoO₃ - 25PrO_1.5 в фарфоровой ступке смешивали навески сложного оксида Pr₂MoTe₄O₁₄ массой 17.00 г и оксида молибдена MoO₃ массой 2.20 г. Смесь помещали в фарфоровый тигель и подвергали плавке в муфельной печи при 900°С. Полученный расплав выливали в стальную форму, разогретую до 400°С, и медленно охлаждали до комнатной температуры. После охлаждения полученный твердый образец представляет собой стекло. Стеклообразное состояние подтверждено методом рентгенофазового анализа (фиг. 3).

Изобретение относится к области химии и касается синтеза сложного оксида празеодима, молибдена и теллура Pr₂MoTe₄O₁₄, который может быть использован в качестве компонента в составе шихты для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол. Исходные компоненты по отдельности растворяют в дистиллированной воде. В качестве исходных компонентов используют гексагидрат нитрата празеодима Pr(NO₃)₃⋅6H₂O, тетрагидрат гептамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O и ортотеллуровую кислоту Н₆ТеO₆. Затем смешивают полученные растворы. Полученную смесь выпаривают досуха. Полученный сухой остаток измельчают и прокаливают при температуре 600°С в течение 3-5 часов до получения порошка светло-зеленого цвета. При этом используют навески исходных компонентов таких масс, чтобы выполнялось соотношение атомов Pr:Мо:Те, равное 2:1:4. Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является снижение продолжительности и температуры синтеза. 3 ил., 1 табл., 3 пр.

Способ получения сложного оксида празеодима, молибдена и теллура Pr₂MoTe₄O₁₄ включает растворение исходных соединений по отдельности в дистиллированной воде, в качестве которых используют гексагидрат нитрата празеодима Pr(NO₃)₃⋅6H₂O, тетрагидрат гептамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4Н₂O и ортотеллуровую кислоту Н₆ТеО₆, смешивание полученных растворов, выпаривание полученной смеси досуха, измельчение и прокаливание полученного сухого остатка при температуре 600°С в течение 3 -5 часов до получения порошка светло-зеленого цвета, при этом используют навески исходных компонентов таких масс, чтобы выполнялось соотношение атомов в смеси Рr:Мо:Те, равное 2:1:4.