Способ получения купратов бария и редкоземельных элементов


 


Владельцы патента RU 2489356:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ включает прокаливание гетерополиядерного комплекса из нитратов РЗЭ, меди (II), бария и хинолина после предварительного прокаливания, охлаждения и гомогенизации. Основное прокаливание ведут при температуре 850°С для иттриевой подгруппы, и при 750°С для цериевой подгуппы. Способ позволяет снизить температуру синтеза на 50-80°С для иттриевой подгруппы и на 100-130°С для цериевой подгруппы, а также расширяет круг купратов РЗЭ и бария для всего ряда РЗЭ. 2 пр.

 

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к разработке синтеза сверхпроводников на основе купратов редкоземельного элемента и бария (LnBa2Cu3O7-б, где Ln - редкоземельные элементы).

Известен способ получения купратов редкоземельных элементов и бария из BaCO3, Y2O3 и CuO быстрым нагреванием до 950°С, выдержкой при 950°С в течении 2-6 час, охлаждением, измельчением реакционной смеси и повторением этих операций трижды (Poeppel R.B. etal. Fabrication of YBa2Cu3O7 superconducting, ACS Symp, 1987, №351, p.261-266).

Известен также способ получения купратов редкоземельных элементов и бария путем разложения соединения Ва2[LnCu35Н5Н)12(NO3)3]·nH2O при 950°С LaBa2Cu3O7-б (Фотиев А.А., Слободин Б.В., Фотиев В.А. Химия и технология высокотемпературных сверхпроводников. Екатеринбург: УрО РАН. 1994. с.372-373). Недостатки предложенного способа - не распространяются на весь ряд РЗЭ, в том числе на Sm, Eu, Cd, Tb, Dy, Ho, Er.

Предложенные способы являются сравнительно сложными и имеют высокую температуру синтеза.

Наиболее близким к предложенному является способ получения купратов РЗЭ (Ln-Tb, Dy, Но, Er, Sm, Eu, Cd) и бария из гетерополиядерных комплексов, получаемых из растворов нитратов РЗЭ, меди (II), бария и пиридина путем предварительного обжига полиядерного комплекса состава Ln(NO3)2·2Ba(NO3)2·3Cu(NO3)2·(C5H5N·HNO3)·nH2O при 250-300°С в течение 5-10 мин охлаждением, измельчением и основным обжигом при температуре 900-930°C (Ln - Tb, Dy, Но, Er) или 850-880°C (Ln-Sm, Eu, Gd) (патент РФ №2388695. МПК7 G01F 17/00. Способ получения купратов редкоземельных элементов и бария. Опубл. 10.05.2010). Однако приведенный способ не охватывает весь ряд редкоземельных элементов и синтез протекает при более высокой температуре.

Новизна заявляемого способа состоит в том, что используют в качестве гетероядерных комплексов комплексы, получаемые из растворов нитратов РЗЭ, меди (II), бария и хинолина в соотношении Ln(NO3)2:2Ba(NO3)2:3Cu(NO3)29C6H7N·HNO3·nH2O, n=12…15.

Путем разложения этих соединений получаются высокопероксидные порошки орторомбической фазы без дополнительного насыщения кислородом. Порошки сверхпроводящей фазы хорошо прессуются холодным прессованием без добавления каких-либо связующих.

Техническим результатом является получение орторомбической фазы всего ряда редкоземельных элементов и бария путем снижения энергозатрат вследствие использования гетероядерного комплекса с хинолином при сохранении качества высокодисперсного порошка

Предложенный способ реализуется следующим образом. Пример 1. Исходный гетерополиядерный комплекс иттриевой подгруппы (Y(NO3)3·2Ba(NO3)2·3Cu(NO3)2·9C9H7N·HNO3·nH2O) нагревают в течении 10-15 минут от комнатной температуры до 250-300°С в печи шахтного типа, вынимают из печи, измельчают и снова помещают в печь шахтного типа (или муфельную печь) и проводят прокаливание при 850°С в течение 10 мин.

Пример 2. В условиях примера 1 проводят синтез сверхпроводящей фазы из исходного гетерополиядерного комплекса цериевой подгруппы (Nd(NO3)3·2Ba(NO3)2·3Cu(NO3)2·9C9H7N·HNO3·nH2O) при 750°С в течение 10 мин.

В примерах 1, 2 достигается практически полная степень превращения в сверхпроводящие фазы при сохранении высокой степени дисперсности.

Заявляемый способ имеет существенные преимущества по сравнению с известными:

1) на 50-80°С ниже температуры синтеза для иттриевой подгруппы и на 100-130°С ниже температура для цериевой подгруппы, что значительно снижает энергозатраты на синтез;

2) расширяет круг купратов РЗЭ и бария для всего ряда РЗЭ.

Способ получения купратов РЗЭ и бария, включающий прокаливание гетерополиядерного комплекса из нитратов РЗЭ, меди (II), бария и хинолина после предварительного прокаливания, отличающийся тем, что основное прокаливание ведут при температуре 850°С для иттриевой подгруппы и при 750°С для цериевой подгруппы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения нано- и микрочастиц оксидов металлов, а именно оксида церия, в сверхкритической воде и может найти применение в получении материалов и соединений высокой чистоты и с уникальными свойствами.
Изобретение относится к области утилизации отходов производства и охраны окружающей среды и может быть использовано в химической промышленности, в производстве строительных материалов, а также в других отраслях производства, связанных с применением гипсового вяжущего и редкоземельных элементов.
Изобретение относится к технологии комплексной переработки фосфогипса, получаемого в сернокислотном производстве минеральных удобрений из апатитового концентрата, и может быть использовано для производства концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), а также фосфогипса, пригодного для производства гипсовых строительных материалов и цемента.
Изобретение относится к области получения бинарных соединений, а именно оксоиодидов европия(II), применяемых в качестве компонентов люминесцентных материалов, и касается способа получения оксида-дииодида диевропия Eu2OI2.

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке минерального сырья, в частности к скандийсодержащим «хвостам», полученным при обогащении титаномагнетитовых руд методом мокрой магнитной сепарации.
Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к области извлечения редкоземельных элементов при комплексной переработке технологических и продуктивных растворов.

Изобретение относится к способам выделения дезактивированных редкоземельных элементов (РЗЭ) при азотно-кислотной переработке апатитового концентрата из азотно-фосфорнокислых растворов.
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к получению оксида скандия из красного шлама производства глинозема. .

Изобретение относится к области координационной химии, конкретно к приготовлению исходных реагентов для синтезов, исключающих присутствие молекул воды. .

Изобретение относится к неорганическим красителям, а именно к неорганическим пигментам, в частности, к составам для окрашивания на основе молибдата кальция, допированного редкоземельным элементом церием с окраской от оранжево-желтого до желтого цвета, которые могут быть использованы в лакокрасочной промышленности, производстве пластмасс, керамики, строительных материалов

Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к способу получения порошков твердых растворов оксисульфидов редкоземельных элементов, для изготовления керамических изделий, люминофоров и лазерных материалов. Способ получения порошков твердых растворов оксисульфидов лантана, неодима, праозеодима и самария включает приготовление шихты из заданных масс весовых форм оксидов редкоземельных элементов, растворенных в азотной кислоте, осаждение концентрированной серной кислотой из полученного раствора сульфатов редкоземельных элементов, выпаривание образовавшейся суспензии на воздухе при 70-90°С до сухого состояния, ее растирание и прокаливание при температуре 600°С в течение 1,5 часа, далее растирание до мелкодисперсного состояния и обработку в потоке водорода при скорости подачи газа 6 экв/час по отношению к массе навески сульфатов редкоземельных элементов при следующих температурах и продолжительностях термических обработок 600°С - 10 часов, 700°С - 5 часов и 850°С - 1 час. Изобретение обеспечивает эффективное получение порошков твердых растворов оксисульфидов редкоземельных элементов высокой фазовой однородности и сокращение продолжительности высокотемпературной обработки. 2 пр.
Изобретение относится к неорганической химии и касается способа получения комплексного хлорида скандия и щелочного металла. Металлический скандий смешивают с дихлоридом свинца и солью щелочного металла. Полученную шихту помещают в тигель с инертной атмосферой и нагревают до температуры реакции в присутствии металлического свинца и выдерживают при температуре, превышающей температуру плавления смеси солей на 50-100°С, в течение 10-30 минут. Металлический скандий используют в компактном виде в форме кусков. В качестве соли щелочного металла используют хлориды металлов. В исходной шихте используют смесь хлоридных солей щелочных металлов. Изобретение обеспечивает упрощение способа получения и повышение качества получаемого комплексного хлорида скандия и щелочного металла за счет рафинирования скандия от примесей. 3 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к получению порошков, которые могут применяться в лазерной технике и оптическом приборостроении. Способ получения порошков фторсульфидов редкоземельных элементов (РЗЭ) включает приготовление шихты и последующую ее термическую обработку. Готовят шихту из порошка полуторных сульфидов редкоземельных элементов с размерами частиц от 1 до 30 мкм и порошка трифторидов редкоземельных элементов с размерами частиц 10-70 нм при мольном соотношении 1:1. Термическую обработку шихты проводят при температуре 650-800°C в течение 20-30 минут в атмосфере аргона, сульфидирующих газов - H2S+CS2 и фторирующих газов - C2F4, CF4, полученных при пиролизе тефлона. Обеспечивается получение фазово-однородных порошков фторсульфидов РЗЭ. 2 пр.

Изобретение относится к области переработки отходов, в частности золошлаковых отходов ТЭЦ. Золу от сжигания углей помещают в реакционную зону, добавляют углеродный сорбент в количестве 10-25 кг на тонну золы. Затем производят обработку смесью фторида аммония и серной кислоты, нагревают до 120-125°C, выдерживают в течение 30-40 минут. Образующийся в результате обработки тетрафторсилан поглощают фторидом аммония. В полученный раствор тетрафторсиликата аммония вводят раствор гидроокиси аммония до осаждения диоксида кремния. Затем добавляют концентрированную серную кислоту в двукратном избытке к содержащемуся в остатке алюминию, выдерживают при температуре 250°C в течение 1,5 часа и обрабатывают водой. Твердый остаток прокаливают при температуре 800°C. Способ обеспечивает получение из отходов ряда продуктов: высокодисперсного диоксида кремния, сульфата алюминия, концентрата редких и редкоземельных элементов. 1 з.п. ф-лы, 6 табл., 2 пр.

Изобретение относится к технологии производства наноматериалов для получения оксидных топливных элементов, тонких покрытий, пленок, обладающих высокой ионной проводимостью. Способ включает приготовление водного раствора солей церия и гадолиния, в котором суммарная концентрация редкоземельных элементов составляет 0,005÷0,02 моля на литр воды, а мольное соотношение Ce:Gd составляет от 19:1 до 4:1, добавление к полученному раствору анионообменной смолы в OH-форме до достижения pH 9.0÷10.0, отделение сформировавшегося коллоидного раствора от анионообменной смолы фильтрованием, гидротермальную обработку при 120÷210°С в течение 1,5÷4 ч и охлаждение до комнатной температуры. Полученный неустойчивый золь нанокристаллического диоксида церия, допированного гадолинием, дополнительно стабилизируют солью многоосновной кислоты путем добавления многоосновной кислоты (лимонной или полиакриловой) с мольным соотношением редкоземельных элементов к кислоте, равным 1:1÷4, и последующим медленным по каплям добавлением водного раствора аммиака до достижения pH 7÷8. Изобретение позволяет получать агрегативно-устойчивые водные золи со средним диаметром частиц около 4 нм, обладающих высокой морфологической однородностью, сохраняющие свои свойства в течение продолжительного времени. 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 пр.

Изобретение может быть использовано в микроэлектронике. Для получения сложного оксида иттрия, бария и меди YBa2Cu3O7-δ из водного раствора, содержащего нитраты иттрия, бария и меди, проводят совместную сорбцию иттрия, бария, меди в заданном мольном соотношении Y:Ba:Cu=1:2:3 на стадии сорбции из указанного раствора на карбоксильном катионите КБ-4п-2. Далее полученный материал сушат и подвергают последовательному нагреванию при температуре 110 - 2 ч, при 250°C - 2 ч, при 450°C - 5 ч, при 600°C - 3 ч, при 850°C - 6 ч и затем 1 час в атмосфере кислорода. Изобретение позволяет упростить получение сложного оксида иттрия, бария и меди. 1 пр.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ переработки фосфогипса включает стадийное агитационное сернокислотное выщелачивание редкоземельных металлов (РЗМ) и фосфора с подачей серной кислоты на головную стадию, использование полученного раствора выщелачивания головной стадии на последующих стадиях выщелачивания, выделение нерастворимого остатка из пульпы хвостовой стадии и его водную промывку, переработку раствора выщелачивания хвостовой стадии с получением маточного раствора, использование маточного и промывного растворов в обороте для выщелачивания. Выщелачивание РЗМ и фосфора на второй и последующих стадиях осуществляют из смеси фосфогипса и выщелоченной пульпы предыдущей стадии. Серную кислоту подают на головную стадию выщелачивания в количестве, обеспечивающем извлечение РЗМ и фосфора в раствор на головной и последующих стадиях при значении рН на хвостовой стадии выщелачивания, не превышающем рН начала осаждения фосфатов РЗМ. Хвостовую стадию выщелачивания РЗМ и фосфора ведут одновременно с переработкой раствора выщелачивания путем извлечения РЗМ сорбцией катионитом. Насыщенный РЗМ катионит отделяют от маточной пульпы и направляют на получение концентрата РЗМ. Часть маточного раствора предварительно очищают от фосфора путем осаждения его основным соединением кальция, полученный фосфорсодержащий осадок направляют на утилизацию. Изобретение позволяет повысить степень извлечения РЗМ из фосфогипса, снизить потери РЗМ с влагой нерастворимого осадка - гипса, уменьшить расход промывной воды и обеспечить полный водооборот. 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Изобретение относится к технологии получения новых соединений с высокими значениями магнитосопротивления и может быть использовано в химической промышленности, микроэлектронике, для создания магниторезистивных датчиков в криогенной и космической магнитометрии. Манганит лантана, легированный кальцием, получают реакцией из окислов лантана, марганца и кальция, путем их перетирания, первого отжига на воздухе при 1350±50°С, охлаждения до комнатной температуры, повторного перетирания и прессования полученного материала в таблетки, повторного отжига его на воздухе при 1350±50°С, последующего отжига в кислороде и охлаждения до комнатной температуры, при этом получают образцы состава La1-xCaxMn1-zO3, в которых концентрацию кальция выбирают 0,05<x<0,22, концентрацию марганца выбирают 0<z≤0,05, первый отжиг на воздухе проводят в течение 12 часов, повторный второй отжиг на воздухе проводят в течение 4 часов, отжиг в кислороде проводят при Т=650±20°С в течение 50 часов, а последующее охлаждение до комнатной температуры проводят на воздухе со скоростью не менее 10°С/мин. Полученный материал является простым в изготовлении и сравнительно недорогим, имеет высокое магнитосопротивление в широкой области температур 5-300 К и особенно высокие значения магнитосопротивления (более 106 %) при азотных и гелиевых температурах. 5 ил., 3 табл.

Изобретение относится к химической промышленности, к производству наноразмерных порошков оксидов металлов для мелкозернистой керамики широкого спектра. Способ получения порошка диоксида церия включает стадии: получение водного 0,05М раствора нитрата церия или ацетата церия, используя Се(NО3)3·6Н2O или Се(СН3СОО)3·Н2O, получение спиртового раствора стабилизатора золя органического N-содержащего соединения: N,N-диметилоктиламина, тетраэтиламмоний гидроксида или моноэтаноламина с концентрацией 0,45-3,30М, 0,37М и 0,016М, получение золя в водно-органической системе соединением составленных растворов, упаривание водно-органической системы, формирование геля и термообработка геля в интервале температур 95-500°С по ступенчатому графику, причем в качестве стабилизатора золя используют одно из следующих низкомолекулярных органических N-содержащих соединений (N): N,N-диметилоктиламин, тетраэтиламмоний гидроксид, моноэтаноламин в виде спиртового раствора при мольном отношении N/металл, равном 1-20. Изобретение обеспечивает технологически легкореализуемое, экономически эффективное и нетоксичное получение мезопористых нанопорошков диоксида церия. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 16 ил., 1 табл., 17 пр.
Наверх