Спосіб отримання діоксидів d-елементів

Спосіб отримання дюксидів d-елементів, який передбачає змішування вихідних порошкоподібних компонентів, які містять порошки вищих оксидів d елементів, порошки металів d-елементів, здійснення їх синтезу при високих температурах, який відрізняється тим, що в процесі синтезу при високих температурах як флюс використовують принаймні один з евтектичних хлоридних розплавів лужних металів LiCI - K(Rb)CI в КІЛЬКОСТІ не менше 10% від загальної маси вихідних порошкоподібних компонентів, синтез здійснюють при температурі 873-1173 К протягом 0,5 - 5 годин, а ВИХІДНІ порошкоподібні компоненти беруть в такому мольному співвідношенні МоОз/Мо 2 1, WO3/W 2 1, Nb 2 O 5 /Nb2l, V2O5/V2I Винахід відноситься до області отримання оксидів d-елементів, а саме дюксидів, що можуть використовуватись як каталітичні агенти в гетерогенному каталізі та виступати елементами в напівпровідниковій мікроелектроніці Найбільш близький за технічною суттю до винаходу та широко розповсюджений спосіб отримання дюксидів d-елементів - метод прямої взаємодії порошків вищих оксидів d-елементів з порошками металів /Руководство по неорганическому синтезу Справ, под ред Г Брауэра М Мир, 1986 Т 5 153с/, що передбачає змішування вихідних порошкоподібних компонентів, які містять порошки вищих оксидів d-елементів, порошки металів d-елементів, здійснення їх синтезу при високих температурах (1173 -1473К), процес триває не меньш, ніж 10 - ЗОгод Основними недоліками вище приведеного способу отримання дюксидів d-елементів є високі температури синтезу, довготривалість, застосування вакуумного обладнання Неможливе також отримання порошків дюксидів d-елементів з високою реакційною здатністю, оскільки процес проходить в умовах високих температур, що призводить до їх спікання та зменшення питомої поверхні, крім того не досягається гомогенність спікання В основу винаходу поставлено завдання такого удосконалення способу отримання порошків дюксидів d-елементів, при якому за рахунок здійснення синтезу при використанні флюсу принаймні одного з евтектичних хлоридних розплавів лужних металів LiCI - K(Rb)CI і значного зниження температурних границь синтезу та часу взаємодії забезпечується можливість направленого отримання порошків дюксидів d-елементів і, як наслідок, поліпшення технологічності, підвищення якості отримання порошків дюксидів з більшою питомою поверхнею та підвищеною реакційною здатністю, зменшення енергозатрат Поставлене завдання вирішується тим, що у способі отримання порошків дюксидів d-елементів, який передбачає змішування вихідних порошкоподібних компонентів, які містять порошки вищих оксидів d-елементів, порошки металів d-елементів, здійснення їх синтезу при високих температурах, згідно винаходу в процесі синтезу при високих температурах використовують флюс, як такий використовують принаймні один з евтектичних хлоридних розплавів лужних металів LiCI - K(Rb)CI, a синтез здійснюють при температурі 873 - 1173К протягом 0,5 - 5год, а ВИХІДНІ порошкоподібні компоненти беруть в такому мольному співвідношенні МоОз / Мо 2 1, WO 3 / W 2 1, Nb2O5 Nb 2 1, V2O5 / V 21, В запропонованому способі завдяки використанню евтектичних хлоридних розплавів лужних металів, як флюсу для синтезу дюксидів dелементів, значно спрощується технологія синтезу, з'являється можливість направлено отримувати дюксиди d-елементів Значне зниження температури та часу синтезу, недоцільність о ю використання вакуумної атмосфери, пов'язано з активаційним впливом хлорид ного евтектичного розплаву на поверхню металів, що проявляється в видаленні з їх поверхні оксидних плівок та збільшенні КІЛЬКОСТІ поверхневих дефектів, а також в стабілізації реакційноактивних оксокатюнів МОх+, що утворюються в процесі термічної дисоціації вищих оксидів d-елементів На кресленні (фіг Представлена схема установки для отримання ДІОКСИДІВ d-елементів яка містить муфельну піч шахтного типу 1, корундовий тигель 2, підсипку (з S1O2, або MgO) 3, термопару 4, кришечку з корунду (що запобігає випаровуванню флюсу та летких вищих оксидів) 5, флюс 6, вихідну суміш порошків металів d-елементів та вищих оксидів d-елементів 7 Приклад 1 Змішували порошки металів d-елементів та вищих оксидів d-елементів 7 в мольному співвідношенні з урахуванням наступних ХІМІЧНИХ рівнянь 2МоО3 + Мо -» ЗМоО2 (1) 2WO3 + W -» 2WO2 (2) 2Nb2O5 + Nb -» 5a-NbO2 (3) 2V2O5 + V -» 5VO2 (4) Під тиглем 2 розміщували підсипку 3 з S1O2 або MgO для зменшення температурних градієнтів 50291 4 та збільшення температурної шерційності системи Вихідну суміш вищих оксидів d-елементів, порошків металів d-елементів, та флюсу 6, у КІЛЬКОСТІ неменше 10% від загальної маси вносили в корундовий тигель 2 Для запобігання випаровування вищих оксидів d-елементів та флюсу при високих температурах тигель з реакційною сумішшю накривають корундовою кришечкою 5 Синтез здійснювали шляхом температурної обробки отриманої суміші при температурі 1073К, на протязі 1год, реакцію проводять у відкритих умовах в установці, представленій на кресленні Нагрівання здійснювали в печі шахтного типу 1 до заданої температури 1073К, контролювали останню за допомогою термопари 4 Витримку при заданих умовах здійснювали протягом 1 години Спосіб було здійснено також при граничних значеннях режимів (п 2 - 3) і при виході за межі (п 4 - 5), а також при тих самих умовах, за прототипом (п 6) Дані зведено в таблицю (додається) Як видно з таблиці, саме при пропонованих режимах відбувається отримання якісних ДІОКСИДІВ d-елементів протягом значного зменшення часу в 1 0 - 1 5 разів, без використання вакуумного обладнання Таблиця ТЕМПЕРАТУ- тривалість № РА СИНТЕЗУ, синтезу п/п К год 1 1073 1,0 2 873 5,0 3 1173 0,5 4 830 ПРОПОНОВАНИЙ СПОСІБ ОБ'ЄКТ ВИПРОБУВАНЬ Питома поверхня м7г 0,85 0,96 0,79 відкрита система відкрита система відкрита система відкрита система відкрита система 5 СПОСІБ ЗА ПРОТОТИПОМ 1370 0,5-1 0,77 6 1173-1473 10-30 0,61 ФІГ. атмосфера синтезу вакуум, 10 D M M рт ст інертний газ (Не, Аг) ПРИМІТКИ взаємодія відсутня випаровування вищих оксидів dелементів та евтектичного хлоридного розплаву неоднорідність спікання 50291 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71