Спосіб отримання ультрадисперсного порошку оксидних сполук міді

Реферат: Спосіб отримання частинок оксидних сполук міді включає реакцію отримання частинок оксидних сполук міді при обробці розчину сульфату міді контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою. Процес проводять при тиску 10-20 кПа на поверхні рідкої реакційної маси, при силі струму розряду 150-175 мА, напрузі 450-1000 В, товщині шару розчину 10-50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 2-7 мм, температурі розчину нижче його температури кипіння, одержують 0,05-0,2 М водний розчин солі 2+ Сu , далі осад відділяють, промивають водою, сушать на поверхні фільтрувального паперу або на поліетиленовій плівці з цупкою поверхнею при кімнатній температурі. UA 107438 U (12) UA 107438 U UA 107438 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів отримання ультрадисперсного порошку (УДП) оксидних сполук міді, і може бути використана для виготовлення каталізаторів, фільтруючих матеріалів та ін. Відомий спосіб [Патент № 2400428 Россия, МПК (2006.01) C01G 1/02, B22F 9/00, В82В 3/00. Способ получения ультра-нанодисперсного порошка оксида переходного металла или смеси оксидов переходных металлов / Швейкин Г.Л., Николаенко И.В. (Россия). - №2008145799/15; заявл. 19.11.2008; опубл. 27.09.2010, бюл. № 27], який передбачає введення сажі у вихідний розчин при співвідношенні (у перерахунку на оксид металу) оксид металу: сажа=1:(3-7) та нейтралізацію кислого розчину сполуки перехідного металу або розчину суміші кислих сполук перехідних металів до рН 7,0-8,0, далі після відокремлення домішкових солей від отриманого гідроксиду металу або від суміші отриманих гідроксидів металів йде обробка отриманого гідроксиду металу або суміші гідроксидів металів мікрохвильовим випромінюванням з частотою в інтервалі 2450-3000 МГц при потужності 600-700 Вт. Недоліком цього способу можна вважати зайве забруднення розчину домішками солей та досить великі енергетичні витрати. Відомий спосіб [Патент № 2418890 Россия, МПК (2006.01) С25С 5/02, В82В 3/00. Способ получения металлического порошка / Викарчук А.А., Ясников И.С., Грызунова Н.Н., Дорогов М.В. (Россия). - № 2008142606/02; заявл. 27.10.2008; опубл. 20.05.2010, бюл. №13] передбачає електролітичне отримання дрібнодисперсних металевих порошків. За даним способом частки металу з електроліту осаджують на підкладку до закінчення стадії формування з некристалічних ікосаедричної форми зародків мікро- і наночастинок (розмір отриманих частинок оксиду міді 2832 мкм), потім частинки піддають відпалу в нейтральному середовищі при температурі 450-500 °С з витримкою протягом 25-60 хвилин. Нагрівання до температури відпалу ведуть зі швидкістю 5-15 °С/хв. Після відпалу створюють умови для руйнування частинок (до 3-5 мкм). Отримані мікро- і наночастинки відокремлюють від підкладки перед відпалом або після відпалу. Забезпечується збільшення питомої поверхні отриманих порошків і підвищення ефективності їх застосування Недоліком цього способу можна вважати необхідність відпалу частинок у нейтральному середовищі (у вакуумі або нейтральному газі), що потребує додаткових енергетичних витрат. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до корисної моделі, яка заявляється, є спосіб отримання ультрарозмірних частинок оксидних сполук міді з водного розчину, що містить іони міді, в якому отримання оксидних сполук міді здійснюють при обробці контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою (КНП) [Сергеева О.В. Получение микро- и наноразмерных соединений меди путем плазмохимической обработки растворов / О.В. Сергеева // Технологический аудит и резервы производства. - 2014, № 5/3(19). - С. 19-22.] (прототип). Недоліками прототипу є отримання частинок з недосить розвиненою поверхнею. В основу корисної моделі поставлена задача - розробити удосконалений спосіб отримання часток оксидних сполук міді, використання якого б дозволяло підвищити при одночасному збільшенні дисперсності та ефективності синтезу часток в розчині, розвиненість поверхні часток у сухому осаді, лінійні розміри яких не перевищували б 20 мкм. Поставлена задача вирішується тим, що в відомому способі отримання ультрарозмірних частинок, який включає реакцію отримання частинок оксидних сполук міді при обробці розчину CuSO4 контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою, відповідно до корисної моделі, процес проводять при тиску 10-20 кПа на поверхні рідкої реакційної маси, при силі струму розряду 150-175 мА, напрузі 450-1000 В, товщині шару розчину 10-50 мм, відстані від анода до поверхні середовища, яке обробляється, 4-7 мм, температурі розчину нижче його температури кипіння, одержують 0,05-0,2 Μ водний розчин солі CuSO 4. Процес сушіння передбачає відділення осаду, його промивку водою та сушіння на поверхні фільтра або на поліетиленовій плівці з цупкою поверхнею при кімнатній температурі. Наводимо приклади пропонованої корисної моделі. Приклад 1 Для синтезу часток оксидних сполук міді готують 0,2 М водний розчин солі CuSO 4. Розчин заливають в реактор періодичної дії та обробляють контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою впродовж 15 хвилин розрядом тиску 10 кПа, при силі струму розряду 175 мА, напрузі 700 В, товщині шару пульпи 20 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 5 мм. В процесі плазмохімічної обробки розчину утворюється 2темно-коричневий осад, який потім промивають водою до зникнення реакції на SO4 . Після відділення від розчину через центрифугування на 400 об/хв., осад сушать на поліетиленовій плівці. Розміри часток сухого осаду не перевищують 15 мкм. Сухий осад має світло-коричневий колір. 1 UA 107438 U 5 10 15 20 25 30 Приклад 2 Для синтезу часток оксидних сполук міді готують 0,05 М водний розчин солі CuSO 4, доводять його рН до 3,5-4. Розчин заливають в реактор періодичної дії та обробляють контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою впродовж 10 хвилин розрядом тиску 20 кПа, при силі струму розряду 175 мА, напрузі 700 В, товщині шару пульпи 50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 2 мм. В процесі плазмохімічної обробки розчину утворюється темно-коричневий осад, який потім промивають водою до зникнення 2реакції на SO4 . Після відділення від розчину, осад сушать на поліетиленовій плівці. Розміри часток сухого осаду не перевищують 15 мкм. Сухий осад має світло-коричневий колір. Приклад 3 Для синтезу часток оксидних сполук міді готують 0,1 Μ водний розчин солі CuSO4, доводять його рН до 3,5-4. Розчин заливають в реактор періодичної дії та обробляють контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою впродовж 10 хвилин розрядом тиску 20 кПа, при силі струму розряду 175 мА, напрузі 700 В, товщині шару пульпи 50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 5 мм. В процесі плазмохімічної обробки розчину утворюється червоно-коричневий осад, який потім промивають водою до зникнення реакції на 2SO4 . Після відділення від розчину, осад сушать на поліетиленовій плівці. Розміри часток сухого осаду не перевищують 10 мкм. Сухий осад має коричневий колір. Таким чином, використання розробленого удосконаленого способу для одержання ультрарозмірних часток оксидних сполук міді забезпечує отримання часток оксидних сполук міді, розмір яких не перевищує 20 мкм при досить низький концентрації розчину солі двооалентної міді. Спосіб, що пропонується, при реалізації має наступні переваги: - забезпечується ефективне одержання ультрарозмірних часток оксидних сполук міді при зниженні витрат реагентів; - досягається значне прискорення отримання часток оксидних сполук міді в розчині при температурі, що не перевищує температури кипіння розчину при тиску 20 кПа, до 15-20 хвилин. Корисна модель належить до способів отримання ультрадисперсного порошку (УДП) оксидних сполук міді і може бути використана для виготовлення каталізаторів, фільтруючих матеріалів та ін. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб отримання частинок оксидних сполук міді, який включає реакцію отримання частинок оксидних сполук міді при обробці розчину сульфату міді контактною нерівноважною низькотемпературною плазмою, який відрізняється тим, що процес проводять при тиску 10-20 кПа на поверхні рідкої реакційної маси, при силі струму розряду 150-175 мА, напрузі 450-1000 В, товщині шару розчину 10-50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 2-7 мм, температурі розчину нижче його температури кипіння, одержують 0,05-0,2 М водний 2+ розчин солі Сu , далі осад відділяють, промивають водою, сушать на поверхні фільтрувального паперу або на поліетиленовій плівці з цупкою поверхнею при кімнатній температурі. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2