Способ получения борогидридов гафния и циркония Советский патент 1985 года по МПК C01B6/23 

со. Од со

Изобретение относится к синтезу производных гидридов бора - борогидридов гафния Hf(ВН) и циркония Zr(BH), которые могут быть использованЬ как гомогенные катализаторы и как вещества для нанесения на материалы боридных покрытий пиролитическим разложением паров.

Известен способ получения борогидридов гафния и циркония реакцией тетрахлорида циркония с жидким борогидридом алюминия 1 J. : Недостатком известного способа является использование весьма реакционноспособного, способного к детонации борогидрида алюминия, а также трудности выделения борогидридов циркония и гафния из смеси летучих продуктов.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения борогидридов гафния и циркония путем взаимодействия твердого тетрахлорида циркония и тетрахлорида гафния с твердым борогидридом лития в инертной атмосфере при перемешивании металлической насадкой. Выход целевого продукта по известному способу не вьше 75%. При использовании более дешевых и удобны в работе борогидридов натрия и калия выход был близок к нулю. Недостатком известного способа является низкий выход борогидридов гафния и циркоиия при использовании более дорого/стояцего способного к воспламенению приконтакте с влажным воздухом боро гидрида лития С2 J.

.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта.

Поставленная цель получения борогидридов гафния и циркония достигает ся тем, что по способу, включающему взаимодействие твердого тетрахлорида циркония и тетрахлорида гафния с твердым борогидридом натрия в инертной атмосфере, перемешивание ведут металлической насадкой весом 5-6 кг на 1 кг реакционной смеси в течение 8-10 н.

Отличие предложенного способа заключается в том, что перемешивание исходных компонентов ведут насадкой весом 5-6 кг на 1 кг реакционной смеси в течение 8-10 ч.

При осуществлении предложенного способа в течение 8-10 ч и температуре 20-70°С при интенсивном механическом перемешивании металлической насадкой весом 5-6 кг на 1 кг реакционной массы в шаровой мельнице в вакууме или в инертной атмосфере протекает реакция:

МеС + ANaBH Ме(ВН) +4ЫаС1,

где Не - Zr, Hf.

Летучие Me(BHj) выделяют сублимацией и конденсируют в охлаждаемые ловушки-накопители. Выход продукта 180%. Уменьшение или увеличение времени перемешивания приводит к уменьшению выхода борогидридов циркония и гафния.

Пример 1. В барабан вакуумной шаровой мельницы объемом 2,5 л загружают 1000 г марки ч.д.п. 130 г NaBH с содержанием основного вещества 95,5% и 1,3 кг остальных шаров диаметром 15 мм.

Барабан вакуумно уплотняют, откачивают из него воздух. Содержимое перемешивают вращением барабана со скоростью 80 об/мин в течение 8 ч при 45 С. После окончания перемешивания температуру барабана повьппают до 70 С и отгоняют Zr(BH в охлаждаемую до -78с ловушку. Выход 50,2 г или 77,8%.

Температура плавления вещества 28,2с.

Результаты анализа продукта.

.Найдено, мас.%: Zr 61,3; В 27,2; Н 10,3.

Вычислено для ZrCBH)}. , мас.%: Zr 60,6; В 28,7; Н 10,7.

Пример 2.S реактор типа вакуумной шаровой мельницы объемом 0,135 л загружают 7,00 г HfCl и 8,75 г NaBH. (95,5%-ного) и 80 г стальных шаров диаметром 5 мм. Реактор вакуумно уплотняют, откачивают из него воздух. Содержимое перемешивают вращением барабана со скоростью 80-100 об/мин в течение 10 ч при 45С. После окончания перемешивания температуру реактора повьш1ают до и отгоняют Hf (ВН) в охлаждаемую до -78°С ловушку.

Выход Hf(BH-)j. 4,07 г или 78,4%.

Температура плавления образца 28,6°С, опубликованная величина ClJ 29,ос.

Результаты анализа продукта.

Найдено, мас.%: Hf 74,5; В 17,9; Н 5,9.

Вычислено для HfCBH) , мас.%: Hf 75,06; В 18,19; Н 6,75.

Идентичность полученных Zr(BH)| и Н(ВНл)й была подтверждена также ИК-спектроскопически по характерным для этих соединений полосам поглощения: (505, 1215, 2118, 2180,

2567 Zr(BH4)4 и 584, 1227 2137, 2200 2578 см для. Hf (ВН4)4 ).

Технико-экономический эффект предложенного способа обусловлен повышением выхода целевого продукта до 80% и улучшением условий техники безопасности, возможности осуществления процесса с большим выходом использования борогидрида натрия,

СПОСОБ ПОЛУЧЕЕ1ИЯ БОРОГИДРИДОВ ГАФНИЯ И ЦИРКОНИЯ путем вэаимо- . действия твердого тетрахлорида циркония и тетрахлорида гафния с твердым борогидридом натрия в инертной атмосфере при перемешивании металлической насадкой, отличающийся тем, что, с целью повы- . шения выхода конечного продукта, перемешивание исходных компонентов ведут насадкой весом 5-6 кг на 1 кг реакционной смеси в течение ч. (Л с