Твердий розчин ортофосфату цинку-кадмію та спосіб його одержання

1. Твердий розчин ортофосфату цинку-кадмію загальної формули Zn3-xCdx(PO4)2, де х = 0,6, 1,2, 1,5, 1,8, 2,4. 2. Спосіб одержання твердого розчину ортофосфату цинку-кадмію загальної формули Zn3-xCdx(PO4)2, де х = 0,6, 1,2, 1,5, 1,8, 2,4, що включає термічну обробку фосфатів металів, який відрізняється тим, що для одержання продукту заданого складу як вихідні фосфати використовують відповідні аквоамінортофосфати цинкукадмію, з подальшим їх нагріванням до 720-750°С. (19) (21) a200811035 (22) 09.09.2008 (24) 27.09.2010 (46) 27.09.2010, Бюл.№ 18, 2010 р. (72) КОПІЛЕВИЧ ВОЛОДИМИР АБРАМОВИЧ, САВЧЕНКО ДМИТРО АНАТОЛІЙОВИЧ, ВОЙТЕНКО ЛАРИСА ВЛАДИСЛАВІВНА (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) UA 83610, 25.07.2008, C2 UA 83586, 25.07.2008, C2 UA 32215, 12.05.2008, U Nord A.G. The cation distribution in Zn2Mg(PO4)2 determined by X-raj profile-fitting refinements// Materials Research Bull. - 1977. - Vol.12, №6. P.563-568 3 92070 молізом зразків твердих аморних аквоамінортофосфатів цинку-кадмію загальної формули Zn3-хCdx(PO4)2·n(NH3)·m(H2O), де х=0,6, 1,2, 1,5, 1,8, 2,4; n=1,3-3,05; m=2,3-3,4. (Патент України на винахід №83586, С01В25/26, 25/45 Аморфна подвійна сіль аквааміноортофосфату цинку-кадмію та спосіб її одержання / В.А. Копілевич, Д.А. Савченко, Л.В. Войтенко. - Заявка №а200702709 від 14.03.2007; Опубл. 25.07.2008, Бюл. №14). Синтез виконують у такому порядку. Наважку аквоамінортофосфату цинку-кадмію поміщають у жаростійкий тигель з кришкою і нагрівають в печі із регульованою швидкість 2,5-10°С за хвилину до 720-750°С, а потім охолоджують продукт термолізу при кімнатній температурі. В результаті термообробки утворюється сполука кристалічної структури. Приклад 1 У платиновий циліндричний тигель поміщають 0,5г Zn0,6Cd2,4(PO4)2·1,3NH3·3,4H2O, закривають кришкою і нагрівають в печі дериватографа із швидкістю 5град·хв.-1 то 750°С. Виймають тигель, охолоджують до кімнатної температури і одержують дисперсний зразок речовини складу Zn0,6Cd2,4(PO4)2. Приклад 2 У платиновий циліндричний тигель поміщають 0,5г Zn1,2Cd1,8(PO4)2·1,9NH3·3,2H2O, закривають кришкою і нагрівають в печі дериватографа із швидкістю 5град·хв.-1 до 740°С. Виймають тигель, охолоджують до кімнатної температури і одержують дисперсний зразок речовини складу Zn1,2Cd1,8(PO4)2. Приклад 3 У платиновий циліндричний тигель поміщають 0,5г Zn1,5Cd1,5(PO4)2·1,4NH3·3,2H2O, закривають 4 кришкою і нагрівають в печі дериватографа із швидкістю 5град·хв.-1 до 730°С. Виймають тигель, охолоджують до кімнатної температури і одержують дисперсний зразок речовини складу Zn1,5Cd1,5(PO4)2. Приклад 4 У платиновий циліндричний тигель поміщають 0,5г Zn1,8Cd1,2(PO4)2·2,7NH3·3,2H2O, закривають кришкою і нагрівають в печі дериватографа із швидкістю 5град·хв.-1 до 720°С. Виймають тигель, охолоджують до кімнатної температури і одержують дисперсний зразок речовини складу Zn1,8Cd1,2(PO4)2. Приклад 5 У платиновий циліндричний тигель поміщають 0,5г Zn2,4Cd0,6(PO4)2·3,05NH3·2,3H2О, закривають кришкою і нагрівають в печі дериватографа із швидкістю 5град·хв.-1 до 720°С. Виймають тигель, охолоджують до кімнатної температури і одержують дисперсний зразок речовини складу Zn2,4Cd0,6(PO4)2. Факторами, що обмежують утворення цільового продукту в процесі термолізу аквоамінортофосфату цинку-кадмію є: - індивідуальний речовинний склад аніонної компоненти, оскільки в процесі термолізу ортофосфатний йон піддається гідролізу з подальшою поліконденсацією до пірофосфатних йонів; - дотримання умов утворення однієї кристалічної фази ортофосфату цинку-кадмію. Обґрунтування умов утворення кристалічного ортофосфату цинку-кадмію за аніонною компонентою наведено в табл.1. Таблиця 1 Зміна складу аквоамінортофосфатів цинку-кадмію в процесі нагрівання Температура нагрівання, °С Склад зразків за даними хімічного аналізу Початкова Початкова Початкова Початкова Початкова 210 210 208 209 210 448 450 448 450 450 510 510 508 510 510 Zn0,6Cd2,4(PO4)2·1,3ΝΗ3·3,4Η2Ο Zn1,2Cd1,8(PO4)2·1,9ΝΗ3·3,2Η2Ο Zn1,5Cd1,5(PO4)2·1,4ΝΗ3·3,2Η2Ο Zn1,8Cd1,2(PO4)2·2,7ΝΗ3·3,2Η2Ο Zn2,4Cd0,6(PO4)2·3,1ΝΗ3·2,3Η2Ο Zn0,6Cd2,4(PO4)2·0,6ΝΗ3·0,7Η2Ο Zn1,2Cd1,8(PO4)2·0,8ΝΗ3·0,6Η2Ο Zn1,5Cd1,5(PO4)2·0,7ΝΗ3·0,6Η2Ο Zn1,8Cd1,2(PO4)2·1,1ΝΗ3·0,6Η2Ο Zn2,4Cd0,6(PO4)2·1,1ΝΗ3·0,5Η2Ο 0,6ZnO·2,4CdO·P2O5·0,2NH3·0,1H2O 1,2ZnO·1,8CdO·P2O5·0,2NH3·0,1H2O 1,5ZnO·1,5CdO·P2O5·0,2NH3·0,1H2O 1,8ZnO·1,2CdO·P2O5·0,3NH3·0,1H2O 2,4ZnO·0,6CdO·P2O5·0,3NH3·0,1H2O 0,6ZnO·2,4CdO·P2O5·0,1NH3 1,2ZnO·1,8CdO·P2O5·0,1NH3 1,5ZnO·1,5CdO·P2O5·0,1NH3 1,8ZnO·1,2CdO·P2O5·0,1NH3 2,4ZnO·0,6CdO·P2O5·0,1NH3 Розподіл P2O5, відн.% P2О74PO43100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 85 15 84 16 85 15 84 16 84 16 89 11 90 10 89 11 90 10 90 10 Стан речовини аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний аморфний 5 92070 6 Продовження таблиці 1 0,6ZnO·2,4CdO·P2O5 1,2ZnO·1,8CdO·P2O5 1,5ZnO·1,5CdO·P2O5 1,8ZnO·1,2CdO·P2O5 2,4ZnO·0,6CdO·P2O5 750 740 730 720 720 За даними рентгенофазового аналізу продукти часткового термічного розкладання зразків твердого аквоамінортофосфату цинку-кадмію, одержані при 210-510°С є або рентгеноаморфними, або за аніонною складовою не є індивідуальними фосфатами (табл.1). Кінцеві продукти термолізу зразків твердого аквоамінортофосфлту міді(ІІ)-кадмію, одержані 100 100 100 100 100 кристалічний кристалічний кристалічний кристалічний кристалічний при температурі 720-750°С (за даними термогравіметрії), згідно даних рентгенофазового аналізу представлені однією кристалічною фазою (табл.2) з подібними параметрами елементарної комірки, що є характерною ознакою твердих розчинів. Таблиця 2 Кристалохімічні характеристики продуктів термолізу зразків твердого аквоамінортофосфату цинку-кадмію Склад сполуки 0,6ZnO·2,4CdO·P2O5 1,2ZnO·1,8CdO·P2O5 1,5ZnO·1,5CdO·P2O5 1,8ZnO·1,2CdO·P2O5 2,4ZnO·0,6CdO·P2O5 Параметри елементарної комірки а, нм b, нм с, нм , град 0,9029 1,1760 0,6114 99,22 0,9037 1,1661 0,5922* 98,88 0,9044 1,1500 0,5930 98,71 0,9039 1,1517 0,5913 98,69 0,8992 1,1353 0,5934 98,85 За результатами хімічних і рентгенофазових досліджень одержаний твердий розчин ортофосфату цинку-кадмію має склад, що відображається Комп’ютерна верстка О. Рябко Об'єм комірки, нм3 0,6408 0,6148 0,6100 0,6085 0,5986 Сингонія моноклинна моноклинна моноклинна моноклинна моноклинна загальною формулою Zn3-хCdx(PO4)2, де х=0,6, 1,2, 1,5, 1,8, 2,4. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601