Применение сложного оксида празеодима, молибдена и теллура pr2mote4o14

Изобретение относится к неорганической химии и оптоэлектронике. Сложный оксид празеодима, молибдена и теллура, имеющий химическую формулу Pr₂MoTe₄O₁₄, применяют в шихте для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол, что позволяет использовать их в оптоэлектронных приборах. 3 ил., 1 табл.

 

Заявляемое изобретение относится к области химии и касается применения сложного оксида празеодима, молибдена и теллура Pr₂MoTe₄O₁₄ в качестве компонента в составе шихты для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

К настоящему времени известно соединение, являющееся сложным оксидом празеодима, молибдена и теллура, состава Pr₂MoTe₄O₁₄ (Inorganic Chemistry 46 (2007) 7012-7023). Получение этого вещества осуществляют по твердофазной реакции:

Pr₂O₃+MoO₃+4TeO₂ → Pr₂MoTe₄O₁₄.

Смесь Pr₂O₃, MoO₃ и TeO₂ нагревают в вакуумированной кварцевой ампуле в течение 6 суток при температуре 750°С.

Существенным недостатком этого способа синтеза является высокие температура и продолжительность выполнения синтеза. Кроме этого, не известно использование полученного известным способом сложного оксида для получения стекол системы TeO₂ - MoO₃ - Pr₂O₃.

Задачей изобретения является применение сложного оксида Pr₂MoTe₄O₁₄ в качестве компонента шихты для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

Это достигается тем, что сложный оксид празеодима, молибдена и теллура, имеющий химическую формулу Pr₂MoTe₄O₁₄, полученный из смеси гексагидрата нитрата празеодима Pr(NO₃)₃⋅6H₂O, тетрагидрата гептамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O и ортотеллуровой кислоты H₆TeO₆, далее используют как компонент шихты для получения стекол системы TeO₂ - MoO₃ - Pr₂O₃.

Для синтеза соединения Pr₂MoTe₄O₁₄ отбирают навески исходных соединений Pr(NO₃)₃⋅6H₂O, (NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O, H₆TeO₆ таких масс, чтобы выполнялось мольное соотношении атомов Pr:Мо:Те, равное 2:1:4. Далее навески по отдельности растворяют в дистиллированной воде, смешивают полученные растворы. При смешивании растворов выпадает осадок. Осадок и окружающий его раствор выпаривают досуха, не разделяя их. Полученный сухой остаток измельчают и прокаливают при температуре не менее 600°С в течение 3-5 часов. После прокаливания соединение представляет собой порошок светло-зеленого цвета.

Если при синтезе соединения Pr₂MoTe₄O₁₄ нарушить мольное отношение атомов Pr:Мо:Те, равное 2:1:4, и изменить содержание любого из компонентов, то в результате прокаливания получается смесь веществ. Кроме синтезируемого Pr₂MoTe₄O₁₄, в системе будет присутствовать оксид того макрокомпонента, содержание которого было превышено. Условия термической обработки (температура 600°С) подобраны экспериментально. Температура прокаливания может превышать 600°С, но это не улучшает качество продукта синтеза и поэтому не целесообразно. При температурах ниже 600°С целевая твердая фаза не образуется, либо содержит примеси исходных веществ или промежуточных продуктов реакции, либо не обладает достаточной кристалличностью.

Продолжительность термической обработки найдена экспериментально и составляет от 3 до 5 часов. При меньшей продолжительности термической обработки процесс формирования целевой фазы оказывается незавершенным. Продукт содержит примеси исходных веществ или промежуточных продуктов реакции или не обладает достаточной кристалличностью. Увеличение продолжительности термической обработки свыше 5 часов не улучшает качества продукта и потому не целесообразно.

Дифрактограммы порошка полученного соединения, представленные на фиг. 1, межплоскостные расстояния и относительные интенсивности рефлексов, представленные в таблице 1, хорошо согласуются с рентгеноструктурными данными, характеризующими известное соединение Pr₂MoTe₄O₁₄ (Inorganic Chemistry 46 (2007) 7012-7023).

В рентгенограмме отсутствуют рефлексы, относящихся к исходным веществам Pr(NO₃)₃⋅6H₂O, (NH₄)₆Mo₇O₂₄⋅4H₂O, H₆TeO₆ и продуктам их термического разложения Pr₂O₃, MoO₃, TeO₂, что свидетельствует о том, что в системе произошло химическое взаимодействие и образование нового химического соединения, обладающего собственной характерной кристаллической структурой.

Полученный сложный оксид празеодима, молибдена и теллура Pr₂Mo₂Te₂O₁₄ применяют в качестве компонента шихты для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

Ниже представлены примеры конкретного осуществления предлагаемого изобретения.

Пример 1.

Навески гексагидрата нитрата празеодима массой 2.61 г, тетрагидрата гептамолибдата аммония массой 0.53 г и ортотеллуровой кислоты массой 2.76 г, которые соответствует мольному соотношению атомов Pr:Мо:Те, равному 2:1:4, растворяли в воде, растворы смешивали, и эту смесь выпаривали досуха на воздухе на электрической плитке. Сухой остаток измельчали в фарфоровой ступке, помещали в фарфоровый тигель и прокаливали при 600°С в течение 5 часов. Дифрактограмму полученного соединения регистрировали на дифрактометре Shimadzu LabX XRD-6000, излучение CuKα. Дифрактограмма полученного соединения содержит только пики, характерные для целевого соединения. Дифрактограмма приведена на фиг. 1.

Пример 2.

Навески гексагидрата нитрата празеодима массой 2.61 г, тетрагидрата гептамолибдата аммония массой 0.53 г и ортотеллуровой кислоты массой 3.45 г, которые соответствует мольному соотношению атомов Pr:Мо:Те, равному 2:1:5, растворяли в воде, растворы смешивали, и эту смесь выпаривали досуха на воздухе на электрической плитке. Сухой остаток измельчали в фарфоровой ступке, помещали в фарфоровый тигель и прокаливали при 600°С в течение 5 часов. Дифрактограмму полученного образца регистрировали на дифрактометре Shimadzu LabX XRD-6000, излучение CuKα. В дифрактограмме наряду с рефлексами от целевой фазы представлены сигналы от кристаллического диоксида теллура, что указывает на примесь посторонней фазы. Дифрактограмма полученной смеси приведена на фиг. 2.

Пример 3.

Для синтеза стекла состава 50ТеО₂ - 25МоО₃ - 25PrO_1.5 в фарфоровой ступке смешивали навески сложного оксида Pr₂MoTe₄O₁₄ массой 17.00 г и оксида молибдена MoO₃ массой 2.20 г. Смесь помещали в фарфоровый тигель и подвергали плавке в муфельной печи при 900°С. Полученный расплав выливали в стальную форму, разогретую до 400°С, и медленно охлаждали до комнатной температуры. После охлаждения полученный твердый образец представляет собой стекло. Стеклообразное состояние подтверждено методом рентгенофазового анализа (фиг. 3).

Применение сложного оксида празеодима, молибдена и теллура, имеющего химическую формулу Pr₂MoTe₄O₁₄, для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол.