Способ получения оксоиодидов лантаноидов

 

Использование: химия редкоземельных элементов. Сущность изобретения: процесс осуществляют в герметичной ампуле из кварцевого стекла при постепенном повышении температуры до 150° со скоростью 15 град/мин с последующим повышением температуры до 350°С со скоростью 2 град/мин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 t) 4785899/04 . (22) 23.01.90 (46) 30,10.92. Бюл. РЬ 40 (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы

{72) А.Г.Дударева. А,В.Тараров и В.А.Крохин (56) Бацанов С.С. и др. Журнал неорганиче-. ской химии, 1983, т. 28, в. 8, с. 2150-2152.

Изобретение относится к области химии редкоземельных элементов, а именно к способам получения соединений лантаноидов, которые могут быть использованы в производстве металлогалогенных ламп, а также входить в состав люминофоров.

Наиболее близким к заявляемому технологическому решению является метод ударногосинтеза, В качестве исходных компонентов авторами используется стехиометрическая смесь из оксида, порошкообраэного металла и йода. Эксперименты по данному способу проводили в стальных цилиндрических ампулах с внеш.ним диаметром 10 мм и внутренним 3 мм.

Наполнение осуществлялось с помощью взрывчатого вещества, имеющего скорость детонации 6,5 км/с. Подрыв производили один или два раза без промежуточного вскрытия ампулы.

Недостатком этого способа является сложность технического эксперимента (при менение взрывчатых веществ), что неприемлемо в лабораторных условиях, и невысокий выход продукта синтеза — оксоиодида лантаноида, Задачей заявляемого изобретения является получение оксоиодидов. лантаноидов.ЫЛ, 1772737 А1 (эоз 6 01 И 31/00, С 01 F 17/00 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСОИОДИДОВ ЛАНТАНОИДОВ (57) Использование: химия редкоземельных элементов. Сущность изобретения: процесс осуществляют в герметичной ампуле из кварцевого стекла при постепенном повышении температуры до 1500 со скоростью 15 град/мин с последующим повышением температуры до 350 С со скоростью 2 град/мин. высокой степени чистоты, не используя метод ударного синтеза, взрывчатых веществ и специально сконструированной аппаратуры, Целью изобретения является упрощение процесса и повышение выхода конечного продукта.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе получения оксоиодидов лантаноидов путем взаимодействия оксида, порошкообразнога мелкодисперсного металла и йода синтез осуществляют в обычной вакуумированной запаянной ампуле из кварцеeoF0 стекла с постепенным повышением температуры до 150 С со скоростьэ 15 град/мин и затем до 350 С со скоростью 2 град/мин.

Цель достигается также тем, что для получения вещества используют мелкодисперсный порошок металла, полученного путем гидрирования металла и дальнейшим термическим разложении полученного гидрида. Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что с целью упрощения технического оформления. синтез осуществляют в вакуумирьванной запаянной ампуле из кварцево1772737

40

ro стекла путем постепенного нагревания да 350 С, причем используется мелкодисперсный порошок металлических лантаноидав, что значительно сокращает время проведения синтеза и понижает температуры процесса.

Экспериментально установлено, что температура разложения оксоиодидов лантаноидав примерно 350ОС.

Способ осуществляют следующим образом.

Стехиометрическую смесь порошкообразного металлического лантаноида, предварительно гидрированнога и дегидрированного, металлического йода и оксида того же металла, приготовленную в

"сухом" боксе, помещают в обычную кварцевую ампулу (толщина стенок 0,8 мм) с

30%-ной степенью заполнения, Ампулу вакуумируют и запаивают. Синтез ведут в течение 3 ч, постепенно повышая температуру до 150 С со скоростью 15 град/мин, затем до 350 С со скоростью 2 град/мин и дают медленно остыть вместе с печью. Важно использовать мелкодисперсный металлический flopQUloK лантаноидов, полученный путем гидрирования металла, в противном случае реакция идет не да конца, образуется смесь, состоящая иэ трииодида и оксида лантанаида. Вскрытие ампулы осуществляют в "сухом" боксе в атмосфере инертного газа.

Полученные оксоиодиды окрашены в цвета, характерные ионам трехвалентных лантанаидав. Выход продукта — 100%. Индивидуальность и чистота синтезированных аксаиодидов были подтверждены химическим анализом, ДТА и РФА.

Пример 1. Стехиометрическую смесь, состоящую из мелкодисперсного nopomxa металлического лютеция, полученного путем гидрирования и в результате дальнейшего термического разложения в вакууме гидрида лютеция (с размером частиц до 10 мк, в количестве 2,1856 r), металлического йода (марки ОСЧ, в количестве 4,7556 г) и оксида лютеция (марки "LuO-1", в количестве 4,9707 r), приготовленную в "сухом" боксе, помещают в кварцевую ампулу(толщина стенок 0,8 мм), с 30%-й степенью заполнения. Ампулу вакуумируют до остаточна-о давления 102 мм рт.ст., запаивают. Смесь тщательно перемешивают, Синтез ведут в течение 3 ч, постепенно повышая температуру да 350 С в указанном выше режиме, затем дают медленна остыть вместе с печью. Вскрытие ампулы осуществляют в

"сухом" баксе в атмосфере азата, Выход синтезированного оксоиадида лютеция—

100%.

Анализ и характеристика продукта.

Полученный аксоиодид лютеция — беловато-серого цвета, Содержание иона Lu определяли трилонометрическим титрованием при рН = 5,4 в присутствии индикатора ксиленоловаго оранжевого, а связанный йад определяли аргентометрическим титрованием по методу Фольгарда.

Содержание. мас,% (.цз

Теоретическое 55,04 39,92

Найдено анализом 55.03 39,90

Дериватограмма разложения синтезированного оксоиодида лютеция показала, чта потеря массы точно соответствовала протеканию реакции:

2LuOI+ 1/2 Oz" ЬаОз+ Ь

Данные РФА: получен оксоиодид лютеция, кристаллизующийся в структурном типе PbFCI, с параметрами решетки а = 3,853

А, с = 9,163 А.

Пример 2. В условиях примера 1 синтезируют оксоиодид лютеция из оксида лютеция, элементарного йода и металлического лютеция в виде стружки, взятых в стехиометрических количествах. При вскрытии ампулы — конечный продукт синтеза серовато-коричневого цвета, представляющий собой смесь оксоиадада (до 25%), трииадида, оксида и непрареагировавшего металла, что установлено на основании данных рентгенофазового и кристаллоаптического методов анализа.

Пример 3, В условиях примера 1 синтезируют оксаиадид лютеция из оксида лютеция, элементарного йода и палидис. персного порошкообразного лютеция с размерам частиц порядка 0,1- I,Î мм, взятых в стехиометрических количествах. Конечный продукт синтеза — светло-коричневого цвета, представляющий собой смесь оксоиодида (50-60Я трииодида и оксида лютеция, что установлено на основании данных РФА и кристаллооптического анализов, При получении аднофазового продукта синтеза — оксоиадада лютеция в примерах 2 и 3 необходимо увеличить температуру и время синтеза.

Таким образом, изобретение позволяет не только значительно упростить технологический процесс получения оксоиодидов лантаноидов в прототипе, но и найти оптимальный размер частиц металлов для получения аксаиадидов лантаноидов, что значительна сокращает время проведения синтеза при относительна невысоких температурах.

Ф ар мула из обре те н и я

Способ получения аксоиодидов лантаноидов путем приведения в контакт оксида, порошкообразного металла и йода в герме1772737

Составитель А,Дударева

Техред M,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор .

Заказ 3843 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тичной ампуле. отличающийся тем, что, с целью повышения выхода конечного продукта и упрощения процесса, используют мелкодисперсный порошок металла. полученный в результате гидрирования и дегидрирования, ампула выполнена из кварцевого стекла, а приведение в контакт осуществляют при постепенно повышении температуры до 150 С со скоростью 15 град/мин с последующим повышением тем5 пературы до 350 С со скоростью 2 град/мин.