Золь моногидроксида алюминия и способ его получения Советский патент 1988 года по МПК C01F7/02 

4ii САЭ СЛ СЛ СО -4

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ,, а именно к получению золей моногидрок- сида алюминия,

Цель изобретения - получение золя моногидроксида алюминия с улучшенны- ми свойствами для защитных геттерных покрытий в светотехнической промышленности, Пример К 50 г AI (N0,5)3.

X растворяют в 50 смЗ горячей дистиллированной воды, Ползгченный рас твор нейтрализуют , раствором

Я

аммиака в Количестве 25-30 сь5 до рН маточного раствора 7-9, Осадок п-од- роокиси алюминия отжимают и промьшают горячей дистиллировапиой водой. На промьшку 10 г гидроокиси атЕомилия расходуется 1000 см дистшигироваипой воды..

Отжатзпо гидроокись алюминия пгра- носят в аппарат с мешалкой и обогре- вом, разбавляют горячей дист1ш.пиро.-. ., ванной водой при мольном отлошенир воды к гидроокиси алюмини.я 100, прог гревают смесь в течение 2 ч при кипячении и интенсивном переьшшиванки. Затем при 60- 70 С вводят азотную кислоту при мольном отношения гидрокси™ да алюмини.ч к кислоте j равном 10 прогревают 2 ч при кипениио После чего при 80 С в систему вводят 27;73 г хлорид бария, растворенный в 50 см дистиллированной воды. Кипятят 2 ч при перемешивании. Формула полученного золя

ВаА1(ОН)з (да,)о,,

. Примеры 2-8. Синтез золей моно- гидроксида алюминия с солями ЩЗМ прово дят анахюгргчно-Примеру Г, за исключением того, что в гидроксид а. номкиия при 70-100 С вводят растворы солей ЩЗМ с различными анионами по отиоше- нгао к пептизирующей кислоте. Данные приведены в табл. 1. На фиг.1-4 приведены данные дифференциального термического анализа (ДТА) и рентгенофазных исследо7:8а :Шй структу1зы образующихся золей.

На основании анализа эксперниен- TaHbkbix данных можно зак.гаочить, что все катионы (Са, Mg, Сг, Ва) взан.о- действуют с ОН-группами гидроксида и внешнесферно координируются атомами алюминия (через кислород).

Катионы Mg. Gas Sr и Ва взаш-ю- действзтот не только с поверхностными

s

0

5

0

5

0

0

5

ОН-группами, но и хемосорбируются, попадая в межслоевые пространства псевдобемита. Об этом свидетельствуют значительные смещения полосы бемита, соответствующей межплоскостному расстоянию 6,12 AJ характеризующему спайность слоев кристаллической решетки -за счет водородных связей. Наблюдаю--.. вшйся при кипячении, только в случае бария S фазовый переход моногидроксида в гидраргиллит визуально не проявляется, так как в условиях синтеза (низкие значения рН золей) происходит образование гидраргиллита по степени дисперсности, не отличающейся от моногидроксида (фиг.3).

В случае стронция внедрение катионов в межслоевые пространства не сопровождается распадом частиц гидроксида , Об этом свидетельствует лишь нез- ;

О

начительнов шшрение пика 6,12 А (фиг,4),

Кальций, попадая в решетку моногид роксида алюминия J, увлекает за собой воду, входящую в его гидратную обо- лочкуг что вызывает значительное рас- ишрение ыежслоевйго пространства и поел едуюш.ий распад частиц на полигете- ро.чдериые комплексы. Об этом свиде- тельстЕ пот рентгенограммаJ соответст- вующа1я практзтаескому аморфному моно- пздроксиду (фиг,2),

Отсутствие пика псевдобемита 6э12 А в случае введения солей магния (фиг,1) свидетельствует о том, что акт1шированные ионы магния (Mg ) не внедряются при данных условиях в мел :слоевые пространства. Это можно обтзяснить тем, что молекулы первой гидратной сферы иона Mg связаны с последним прочной ковалентной связью и поэтому затруднено внедрение вкрис- таяли ческую решетку. Данные рентге- нофазового анализа и ДТА показьшают, что вследствие гидролиза ионов Mg на поверхности частиц возмолша внеш- иесферная координация с образованием гидрокеоалюминатов.

Катионы ЩЗМ; дополнительно заряжая частицы за счет взаимодействия с ОН- группами моногидроксида при повышенной температуре, стабилизируют золи, Образование связей Al-0-Ме объясня- . атся тем что даже при максимальном соотношении Me:Ali l S1 и большой концентрации электролита последний не вызывает коагуляцию и расслаивание системы, как в случае введения при

комнатной температуре, а наоборот, приводит к стабилизации золя и его застудневанию. На основании данных ДТА можно также сделать рывод о том, что добавление ЩЗМ способствует разложению моногидроксида алюминия. Это сущес твенно заметно в случае магния. Так положение пика, характеризующего термическое разложение моногидроксида до y-AlzOj, смещается с 420 до 360°С, т.е. на .

Образующиеся золи не склонны к . старению. Кристаллизация части соли, не прореагировавшей химическим путем с моногидроксидом, по мере сушки золя происходит на затравках, которыми являются частицы тидроксида алюминия, что обеспечивает равномерное распределение компонента MeYj . Наоборот, при введении малорастворимых солей ЩЗМ, например BA(NOj), кристаллизация ,происходит и в объеме растворителя с образованием крупных кристаллов что является причиной нарушения . сплошности покрытий, а также неравномерности распределения компонентов в системе.

1 езультаты по световой отдаче газоразрядных ламп с защитным покрытием из золя моногидроксида алюминия по предлагаемому способу в сравнении с известными защитными покрытиями из оксинитрата алюминия приведены .в табл., 2.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать золи моногидроксида алюминия, стабилизированные солями щелочно-земельных металлов, в качестве материалов для формирования защитных геттерных пленок в светотехнической промьш1ленности. Использование нового материала как пленкообразующего вещества в газоразрядных лампах позволит увеличить стабильность световог го потока по сравнению с золем моногидроксида алюминия на 0,6-8,4% 0 (2000 ч горения).

Формула изобретения

1.Золь моногидроксида фпюминия, 5 стабилизированный солями щелочно-земельных металлов общей формулы МеАЧ(ОН),(р, X,pYi, где m « 1-3, m/3p 10-За, Me-Ca,Mg, Sr, Ва, Х-У- анионы N0, , С10, НСОО

0 для получения защитных геТтерных пленок в светотехнической промьш1леннос- ти.. ,

2.Способ получения золя моногидроксида алюминия, включающий раство5 рение соли алюминия в воде, ее нейтрализацию раствором аммиака, отделе- .ние осадка гидроксида алюминия, его промывку, отделение промводы от гид роксида алюминия, разбавление послед0 него дистиллированной водой при температуре кипения в течение двух часов до мольного отношения Н20/А1 100- 1000, введение кислоты при мольном отношении гидроксида алюминия к кис5 лоте 10-30, кипячение смеси в течение 1-4 ч, введение в нее растворимых лей щелочно-земельных металлов при 70- 100 С и последующее кипячение при перемешивании в течение 1-2 ч.

.о

S

§ §I

и

5

S d 5

с1

г -8

г I -I q о Н. 9 I

i „; g I G в rt° ri М 1

s

e

g/ §

л i5

§ a

и

i

I

g g §

s

3 Й

Й ..

5

с1

г -8

о Н.

G в

I G в rt°

g/ §

л i5

§ a

и

g g §

s

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, а именно к получению золей мо- ногидроксида алюминия. Цель изобретения - получение золя моногидроксида алюминия с улучшенньми свойствами для защитных геттерных покрытий в светотехнической промьшшенности. Для этого соль алюминия растворяют в воде и нейтрализуют аммиаком. Полученный осадок гидроксида алюминия отделяют и промывают. Пром-воды отделяют и осадок гидроксида алюминия разбавляют дистиллированной водой при ратуре кипения в течение 2 ч до мольного отношения , 100-1000 и вводят кислоту при мольном отношении гидроксида алюминия к кислоте 10-30. После обработки кислотой смесь кипятят в течение 1-4 ч, в нее вводят растворимые соли щелочно-земельных металлов при 70-100 С и кипятят в течение 1-2 ч. Использование нового материала как пленкообразующего вещества § в газоразрядных лампах позволяет увеличить стабильность светового потока по сравнению с золем моногидроксида алюминия на 0,6-8,,4% (2000 ч горения). 2 с.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

б

I

«i:

X

ь Ь

S

gf. &)((;ocn

HURk&PBOEl

. 1Л1Л

ri N f4 3 ц 3 к а о 3 о I га tn п U Р. I

- - IS IN . N -

О O O О О OO О О „cvlfn r-Jf-cnt4m

opoSooooo

OOQOOOQOO esLTit - - 1Л«чгч

i

е

гЧ

о

8ж

b М d 9

.ш а s U

05

о , I

o

d

§;

bn

s.8

cftf

-7.8

S.

§Й

ag

C4«

cfH.

.5J

u

In

I

1Л 8

O -i

о о со in

Al ,H 7-1 о

U U Ш и U 1г ш :. и ш щ я

о

г

гЧ

о

8ж

о вГ

о

s

tn

е

d 9

Защитная пленка

(ЗП), полученная

из золя моногидроксида алюминия

ЗП, сформированная из золей моногидрок- сида алюминия, стабилизированных солями ЩЗМ:

BaAl(OH),,NOi)o,i

BaAl5(OH)g(NO,)o,i

V

1 I

J

JL

w

т wo

0,6

4,6

300 Ш .f

fffff 60S r,r

I I 11 II . . . 1..I li I

50 26 tf г tS 26 IS IS /2 fO 8 В k г и

IPuZ.t

I t t I 1 I I I 11 1 I f

30 2в if 24. гг 7( я if t n 10 в S 20 . ..5

CuAii

ЩМу

30 28 26 4 22 20 18 16 Iff 12 10 8 6 2

tPiiZ.

SrAiy