Метафосфат сурьмы полимерной структуры и способ его получения Советский патент 1986 года по МПК C01B25/44 

121

Изобретение относится к метафис-; фатам поливалентных металлов, используемых в производстве оптических стекол, а также к способам получения фосфорных солей.

Целью изобретения является синтез метафосфата сурьмы полимерной структуры формулы Sb(PO)T где П 3, который используется в качестве шихтного компонента в производстве оптических стекол.

Пример 1.2,60 г трехокиси сурьмы SbjO тщательно перемешивают с 6,51 г одйозамещенного фосфата аммония NH4H2P04 и 0,27 г нитрата аммония . Мольное соотношение реагентов P:Sb:NOj З ,15:1,0: 0,18. Смесь переносят в корундовый тигель и выдерживают в течение 4 ч при , затем в течение 2 ч при 470°С. После окончания термической обработки продукт извлекают из тигля и измельчают. Выход метафосфата сурьмы 98%, содержание основного вещества 96-99%.

Найдено, % (мольное отношение): 59,2.(3,002); , 40,1 (1,0); Р 25,9 (3,0002); Sb 33,5 (1,0)

SbCPO,),

Вычислено, % (ыопъное отношение): PjO 59,5 (3,0); SbjO, 40,5 (1,0); Р 26,0 (3,0); Sb 33,8 (1,0).

Метафосфат сурьмы ЗЬСРО), представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, гигроскопичное, без запаха.

Рентгенометрические данные мета- фосфата сурьмы приведены в табл.I.

Метафосфат сурьмы имеет полимерное строение, что проявляется на хрома- тограммах образцов 5Ь(РО,)з и их инфракрасных спектрах табл.2). По данным хроматографии на бумаге Метафосфат сурьмы является полимером с числом атомов фосфора Ю, величина i ;

..высота 4)онта аниона

высота фронта растворителя а хроматограммах R 0,05, что арактерно Для фосфатов с числом томов фосфора в молекуле 10. В инракрасном спектре метафосфата сурьы присутствуют интенсивные разреенные полосы поглощения с максимума и 751,774; 994; 1100; 1П2; 1158; 1291; 1317 см , соответствующие имметричным и антисимметричным олебаниям группировок РО и POP..

1502 .

Значения частот поглощения антисимметричных группировок дд POP 994 и . 1219, 1317 см указьшают на полимерное строение

5 фосфата.

Использование известного способа- получения метафосфата висмута (П) для получения метафосфата сурьмы приводит к образованию смеси ортофос0 фата сурьмы и элементарной сурьмы и удалению в газовую фазу пятиокиси фосфора, Метафосфат сурьмы при таких условиях не образуется.

В предлагаемом способе термическую

5 обработку смеси сурьмы и фосфорсодер жащих реагентов проводят в присутствии сильного окислителя - нитрата аммония, который разлагается при нагревании выше 200 С и создает

0 окислительную атмосферу, препятствующую восстановлению сурьмы до элемен тарного состояния. Термическая обработка смеси сурьма- и фосфорсодержащих реагентов в присутствии окис5 лителя - нитрата аммония с мольным соотношением регаентов Р : Sb : NO« (2,8 - 4,0) : 1,0 : 0,10 - 0,40, позволяет получить Метафосфат сурьмы. Испо.Льзование метафосфата сурьмы

0 в качестве шихтного компонента позволяет упростить технологию получения оптических стекол и улучшить их оптические характеристики. Замена окиси сурьмы и ортофосфорной кислоты (irr) на Метафосфат Сурьмы вызывает уменьшение показателя преломления на 146«10 и увеличение коэффициента дисперсии на 1,9, т.е. введение в стёкла метафосфата сурьмы приводит к заметному улучшению оптических характеристик стекол.

Кроме того, снижение числа компонентов шихты, т.е. использование метафосфата сурьмы вместо окиси сурьмы и ортофосфорной кислоты, приводит к понижению летучести фтора из расплава фторфосфатного стекла и более точной регулировке состава оптического стекла, а также способствует улучшению условий труда..

Пример 2.5,18г треххлорис той сурьмы SbCl.j смешивают с 9,87 г двузамещенного фосфата аммония (N114)2НР04 и 0,75 г нитрата аммония

, мольное соотношение реагентов составляет P:Sb:NOj 3,27:1,0: 0,31, переносят в корундовый тигель и вьщерживают в течение 6 ч при

5

31216150

200 С, затем в течение 4 ч приОстальные примеры (3-21) сведены

. Выход продукта 99%.в табл.3.

Т а б л и ц а 1

Рентгенометрические данные , SbCPO,),

d, А I 1/1„ - / о

2,4

4,068,11,151,4

3,063,1I2,9

2.6010,01,086,2

1.614,11,074,5 1,547,60,981,4

1,51 2,90,932,4

1,44 0,80,921,9

--Прме.чание. d. А- межплоскостные

расстояния, выраженные в ангстремах, /1д - значение интенсивностей . рефлексов рентгенограмм по отношению к наибольшему значению интенсивности.

Т а б лица 2

Максимумы частот поглощенияМаксимумы частот поглощения

в ИК-спектре sbCPO,),35 в Ж-спектре SbCPO,),

и их отнесенияи их отнесения

(

Отнесенные . Значения к типам/ Частот, см

40

колебаний

57 ср..1014 п.

510 п. I 1000 о.с. РО

4э 527 с.1112 6.с.

6350.СЛ. 158 с.

682 ел.50

751 с. 291 о.с.

774 с.:) POPLlil 2l l...

Примечание. Характеристики

о.ел.5} интенсивностей полос поглощения : о.с.922 п.очень сильная, с. - сильная, ср. средняя, ел. - слабая, о.ел. - очень 944 о.с. QS ;лабая, п. - плечо.

Продолжение табл.2

Значения Частот, см

1

40

Отнесенные к типам колебаний

Р04 2,8 1,0

0,2

2

SbCl,

,

(NH) HP042,6 1,0 0,2

, 5 3,2 1,0 0,1

,

6 (НН),2 1,0 SbCl,

0,05 200

, 7 NH4HjP04 3,6 1,0 0,2 180

,

8 (NH,),0 1,0 SbCl,

0.2

, . 9 ,jPO, 3,5 1,0 0,4 170 5

190

450

50

190

450

200

450 4

62

4 -450 4

440 5

92

190

450

51

450

70

10 3,5 1,0 Sbci,

0,4 ZlO 5

,

(NH4)2HP043,2 1,0 SbCl,

H4N03

(NH) HPO 3,1 1,0 SbjO,

J,l,0 SbCl,

3,2 SbjO,

NH4NO,

Q 3,2 1,0 Sb,0,

,

NH N2P04 3,5 1,0 SbCl,

0,3 190 3

0,3 190 7

0,3 190 5

0,3 190 5

0,3 190 5

0,4 190 5

NH4N03

450 3

80

450 3

85

450 3

80

430 3

75

480 3

82

450 1,5 85

450 4,5 85

17

NH4Hj,PO :3,2 1,0 0,2 165 4450 3

SbClj ,

(NH4)jPO 3,2 1,0 SbijO

0,2

,

19 (NH4)jHPO 3,2 1,0 Sb,0, N,N0,

0,3

20 SbCb

3,2 1,0 0,3

,

NH4H2PO SbjO,

3,2 1,0 0,,3

Контрольные примеры, осуществляемые в режиме за выходом указанных интервалов параметров.

Составитель Г.Митропольская Редактор Г.Волкова Техред Т.Туляк Корректор Т.Колб

957/27

Тираж 452Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1Г3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4

190 5

600 3

200 5

450 3

330

1. Метафосфат сурьмы полимерной структуры формулы Sb( где h больше 3, в. кач.естве компонента шихты в производстве оптических стекол. 2. Способ получения метафосфата сурьмы полимерной структуры формулы 5Ь(РО)зТ ,где rt-больше 3, заключающийся в термической обработке сначала при 180-200 с 4-6 ч, затем при 440-470 С 2-4 ч смеси однозаме- щенного или двузамещенного фосфата аммония с оксидом или хлоридом сурьмы в присутствии нитрата аммония при массовом соотношении компонентов в пересчете на Р; Sb и N0 (3,15 - 3,5) : 1,0, : (0,18 - 0,40). € сл гto а СП