Способ получения титанатов Советский патент 1981 года по МПК C01G23/00 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНАТОВ

Изобретение относится к способам получения титанатов, преимущественно титаната иттрия, используемого в каче ве отражающего материала для спецпокрытий. Известен способ получения титанатов, включающий совместное осаждение соединений титана и соответствующего металла, отделение, промьшку, сушку и прокаливание осадка. Осаждение проводят смесью водных растворов аммиака и перекиси водорода L1. Известен также способ получения титаната иттрия путем термического разложения С1«1еси азотнокислых солей иттрия и титана Недостаток этих способов состоит в сложности получения конечного про.дукта высокой чистоты и фазовой одно родности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получаемому результату является способ получения титанатов, включающий смешение растворов хлоридов титана и соответствующего металла, введение н:смешанный раствор оксалата аммония и гидроокиси аммония в количествах, обеспечивающих мольное соотношение Ti:Me: :(NH4.)riCj0 i 1:1-2:3-4,5 и рН 6-7, осаждение, отделение осадка от раствора, его сушку и прокаливание при 700-900°С Ь . Однако в указанном способе синтез титаната иттрия проходит не более чем на 50%. Недостаточная полнота осаждения титана и иттрия приводит к нарушению стехиометрического состава конечного продукта. Таким образом, этот способ характеризуется недостаточной химической однородностью титаната иттрия и его низким выходом. Цель изобретения - повьш1ение химической однородности и выхода титаиата иттрия. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения титанатов, включающем смешение растворов соединений титана и соответствующего металла, введение в полученную смесь оксалата аммония и гидроокиси аммония, осаждение, отделение, сушку и прокаливание осадка при 780-850 С, осаждение ведут при мольном соотноше нии (NH), Y A-5:1 и рН 7,5 8,5 и перед прокалкой вводят кислородсодержащее соединение;, лития в количестве 0,5-2 вес.% (в пересчете на LInO). При этом осаждение ведут из растворов, нагретых до 40-60°С. Количество оксалата аммония берут с таким расчетом, чтобы достичь 100%-ной полноты осаждения титана и иттрия. При отношении оксалата аммония к титана и иттрия менее 4 и ,5 не полностью осс1ждается иттрий, при отношении более 5 и рН)8,5 в избытке осадителя происходи растворение титана. Это приводит к п вышению химической неоднородности ко нечного продукта. Количество лития менее 0,5 вес.% приводит к снижению выхода титаната иттрия. Вводить количество лития более 2 вес.%, нецелесообразно, так как это приводит к дополнительному расходу реагента и снижает качество конечного продукта. При тем пературе ниже медленно идет про цесс растворенн;я оксалата аммония в воде , а при. температуре выше происходит гидролиз солей исходных растворов. Прокаливать осадок при температуре ниже нецелесообразно, так как не успевает пройти процесс термического разложения исходных компонентов, поэтому нет полноты синтеза . Прокалка при температуре выше 850°С приводит к агрегации порошка и лишним энергозатратам. Пример 1. Готовят исходную смесь растворов солей иттрия и титана, для чего берут 1081 .мл раствора :СС,(,9598 моль/л) и 498,7 мл раствора,Т 1СЕ.4(,0801 моль/л) , смесь нагревают до . Отдельно готовят суспензию из 309,35 г оксалата аммония и 1200 мл воды, также нагревают до и .приливают при перемешивании смесь солей иттрия и т тана . Затем к смеси реагентов приливают 300 мл раствора аммиака 1с 25вес. %), предварительно разбав ленного вдвое и подогретого до Величина рН суспензии равна 7,5. Осадок перемешивают 2 ч, отстаивают отделяют от маточника под вакуумом, добавляют 2,23 г карбоната лития, тщательно перемешивают, растирают и прокаливают при 780°С в течение 4ч. Прокаленный порошок имеет дисперсность не более 0,5-мкм, не агрегирован. Согласно рентгенофазовому анализу он представляет собой титанат иттрия со структуройтипа пирохлора с примесью небольших количеств свободных окислов и , Химический состав, вес.%: YnO 57,2; Tic л 41,7. Содержание (свободной) 8,4%. Величина поглошательной способности солнечной радиации изготовленного спецпокрытия равна 0,15. Выход 100%. П р и м е р 2. Берут 1000 мл раствора YClj (,9165 моль/л) и 338,3 мл раствора TiC&4- (с 2,7096 моль/л), смесь,лагревают до . Смесь растворов прибавляют в суспензию из 592,2 г оксалата аммония в 1000 мл воды, также нагретую до 60°С, а затем разбавленный вдвое раствор аммиака доводят до достижения им рН 8,5. Осадок отжимают под вакуумом и высушивают досуха под инфракрасными лампами. К сухому продукту прибавляют 8,41 г карбоната лития , смесь тщательно перетирают и прокаливают при 850 в течение 8 ч, Прокаленньй порошок чисто белого цвета, совершенно не агрегирован, размер индивидуальных частиц около 0,3 мкм, По данным рентгенофазового анализа он представляет собой практически однофазньй титанат иттрия со структурой типа пирохлора с незначительной примесью окиси иттрия. По химическому анализу содержание YQO (свободной) .1,06 вес.%, (общей) 58,0 вес.% и (общей) 41,5 вес.% Выход «;100%. Величина поглощательной способности солнечной радиации изготовленного спецпокрытия равна 0,14, Таким образом, осуществление предлагаемого способа позволяет повысить химическую однородность и выход титаната иттрия. Формула изобретения . Способ получения тйтанатов, преимущественно титаната иттрия, включающий смешение растворов соеди5 85 нений титана и соответствующего металла, введение в полученную смесь оксалата аммония н гидроокиси аммония, осаждение, отделение, сушку . и прокаливание осадка при 780-850с, отличающий с я тем, что. с целью повышения химической однородиости и выхода конечного продукта, осаждение ведут при мольном соотношении (NH,,,04;ETI ,Y«4-5:1 и рН 7,5-8,5 и перед прокалкой вводят кислородсодержащее соединение датия в количестве 0,5-2,0 вес.% (в пересчете на Li/jO) 56 2. Способ по п., о т л и чающийся тем, что осаждение ведут из растворов, нагретых до 4060 С, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1445672, кл. С 1 А, 1972. 2. Журнал неорганической химии, 1971, 5, т. 7, с. 890. 3. Авторское свидетельство СССР № 383364, кл. С 01 G 23/00, 1970 (прототип).