10.05.2015
216.013.490b

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРАТА ЛИТИЯ И ЦИНКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области материаловедения, в частности, к способу получения поликристаллических боратов, которые могут найти применение в качестве катализаторов и твердых электролитов. Двойной борат лития и цинка LiZnBO получают путем термической обработки, при этом в качестве исходных компонентов используют смесь из предварительно полученного LiBO (37,80 мас.%), ZnO (61,79 мас.%), НВО (0,41 мас.%) при ступенчатом подъеме температуры от 350°С до 700°С течение 260 часов. Борат лития LiBO предварительно получают из смеси LiCO и НВО, взятых в молярном соотношении 1:1, которую отжигают на воздухе при 650°С в течение 50 часов. Технический результат - сокращение продолжительности синтеза путем использования доступных и недорогих реактивов. 1 ил., 2 табл., 1 пр.
Основные результаты: Способ получения двойного бората лития и цинка LiZnBO путем термической обработки, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов используют смесь из предварительно полученного LiBO (37,80 мас.%), ZnO (61,79 мас.%), НВО (0,41 мас.%) при ступенчатом подъеме температуры от 350°С до 700°С течение 260 часов.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области материаловедения, в частности, к способу получения поликристаллических боратов, которые могут найти применение в качестве катализаторов и твердых электролитов (ТЭЛ).

Известны способы получения двойного бората лития и цинка состава LiZnBO3, кристаллизующегося в моноклинной сингонии с пр.гр. С2/с.

(1. Belkebir A., Tarte P., Rulmont A., Gilbert, В. Synthesis, structural and vibrational analysis of LiMBO3 orthoborates (M=Mg, Co, Zn) // New Journal of Chemistry. 1996. 20 (3), P.311-316.

2. Tsuyumoto I., Kihara A. Synthesis, characterization and charge-discharge properties of layer-structure lithium zink borate, LiZnBO3 // Materials Science and Applications. 2013. Vol.4. P.246-249).

Недостатком этих способов получения LiZnBO3 является высокая температура синтеза (1000°С).

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения бората LiZnBO3 при нагревании стехиометрической смеси LiBO2·8Н2О и ZnO при 600°С в течение одного месяца с несколькими промежуточными перетираниями.

(3. Chen X., Yang С., Chang X., Zang H., Xiao W. Syntheses and characterization of two alkali-metal zinc borates, α-LiZnBO3 and Li0.48Na0.52ZnBO3 // Solid State Sciences. 2009. Vol.11. P.2086-2092).

Однако известный способ имеет следующие недостатки. Во-первых, значительная продолжительность синтеза (один календарный месяц). Во-вторых, необходимость использования промышленного реактива (LiBO2·8H2O).

Цель изобретения - сокращение продолжительности синтеза путем использования доступных и недорогих реактивов.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве исходных реагентов при получении LiZnBO3 используют смесь LiBO2 (37,80 мас.%), ZnO (61,79 мас.%), Н3ВО3 (0,41 мас.%), которую подвергают многоступенчатой термообработке на воздухе при подъеме температуры от 350°С до 700°С в течение 260 часов. Борат лития LiBO2 предварительно получают из смеси карбоната лития Li2CO3 и борной кислоты Н3ВО3, взятых в молярном соотношении 1:1. Полученную смесь подвергают термической обработке при 650°С в течение 50 часов.

Данное изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример. Смесь из Li2CO3 навеской 4,0645 г (33,3 мол. %) и Н3ВО3 навеской 6,7980 г (66,7 мол. %) тщательно растирали в агатовой ступке. Полученную смесь отжигали в платиновом тигле на воздухе при температуре 350°С, затем 500°С и 650°С в течение 10, 20 и 20 часов, соответственно. Смесь из LiBO2 навеской 1,4940 г (37,80 мас.%), ZnO навеской 2,4420 г (61,79 мас.%) и Н3ВО3 - 0,0160 г (0,41 мас.%) тщательно растирали в агатовой ступке. Полученную смесь отжигали в платиновом тигле на воздухе при 350°С, затем 650°С и 700°С в течение 10, 50 и 200 часов, соответственно (сравнение режимов синтеза представлено в табл.1).

Исходными веществами служили: карбонат лития Li2CO3 марки «х.ч.», борная кислота Н3ВО3 марки «х.ч.», оксид цинка ZnO марки «х.ч.». Предварительно карбонат лития Li2CO3 прокаливали при 400°С, а оксид цинка ZnO при 500°С в течение 5 часов до постоянного веса.

Полноту протекания реакции контролировали рентгенографически [порошковый автоматический дифрактометр D8 Advance Bruker AXS (Cu Kα-излучение, графитовый монохроматор)]. Рентгенограмма полученного соединения LiZnBO3 приведена на рисунке. Параметры элементарной ячейки соединения LiZnBO3 (пр.гр. С2/с) уточняли методом наименьших квадратов (МНК) с использованием данных, полученных с монокристалла [3]. Кристаллографические характеристики полученного соединения представлены в табл.2.

Краткое описание чертежей

Фиг.

Рентгенограммы LiZnBO3 (а) - наши данные; (б) - данные [3].

Таблица 1
Условия твердофазного синтеза
Состав Исходная шихта Т, °с Время отжига Способ
α-LiZnBO3 LiBO2·8H2O, ZnO 600°С 1 месяц известный
LiBO2 Li2CO3, ZnO, Н3ВО3 350°С-650°С 50 ч
LiZnBO3 LiBO2, ZnO, Н3ВО3 350°С-700°С 260 ч заявляемый

Таблица 2
Кристаллографические характеристики полученного соединения LiZnBO3
Соединение Сингония а, Å b, Å с, Å β, град. Лит.
α-LiZnB03 LiZnB03 монокл. монокл. 8.746(2) 8.742(6) 5.091(1) 5.087(3) 6.129(1) 6.119(3) 118.75(3) 118.97(4) 3 заявл.

Использование предлагаемого способа получения двойного бората лития и цинка обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.

В результате использования смеси исходных компонентов бората лития LiBO2 - 37,80 мас.%, оксида цинка ZnO - 61,79 мас.% и борной кислоты Н3ВО3 - 0,41 мас.% получен двойной борат лития и цинка LiZnBO3, который синтезируется при меньшей продолжительности отжига.

Использование заявляемого изобретения позволяет получать двойной борат LiZnBO3, который может быть использован в качестве катализатора или твердого электролита.

Способ получения двойного бората лития и цинка LiZnBO путем термической обработки, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов используют смесь из предварительно полученного LiBO (37,80 мас.%), ZnO (61,79 мас.%), НВО (0,41 мас.%) при ступенчатом подъеме температуры от 350°С до 700°С течение 260 часов.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРАТА ЛИТИЯ И ЦИНКА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-3 из 3.
10.04.2016
№216.015.2d45

Cпособ получения тетрабората кадмия cdbo

Изобретение относится к получению поликристаллических боратов, которые могут применяться в качестве твердотельных матриц для эффективных люминофоров. Для получения тетрабората кадмия CdBO путем термической обработки в качестве исходных компонентов используют смесь из CdO (31,03 мас.%), HBO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579390
Дата охранного документа: 10.04.2016
13.01.2017
№217.015.8057

Способ борирования деталей из железоуглеродистых сплавов

Изобретение относится к способу химико-термической обработки и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости изделий и технологической оснастки из железоуглеродистых сплавов. Способ борирования деталей из железоуглеродистых сплавов включает приготовление насыщающей смеси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602217
Дата охранного документа: 10.11.2016
10.05.2018
№218.016.48dc

Термолюминесцентное вещество

Изобретение относится к материалам дозиметрии ионизирующих излучений и может быть использовано в приборах регистрации излучений в окружающей среде, в радиологических исследованиях пищевых продуктов. Термолюминесцентное вещество имеет состав PbCdBO: Eu и получено при добавлении оксида европия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651255
Дата охранного документа: 18.04.2018
Показаны записи 1-3 из 3.
10.04.2016
№216.015.2d45

Cпособ получения тетрабората кадмия cdbo

Изобретение относится к получению поликристаллических боратов, которые могут применяться в качестве твердотельных матриц для эффективных люминофоров. Для получения тетрабората кадмия CdBO путем термической обработки в качестве исходных компонентов используют смесь из CdO (31,03 мас.%), HBO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579390
Дата охранного документа: 10.04.2016
13.01.2017
№217.015.8057

Способ борирования деталей из железоуглеродистых сплавов

Изобретение относится к способу химико-термической обработки и может быть использовано для повышения эксплуатационной стойкости изделий и технологической оснастки из железоуглеродистых сплавов. Способ борирования деталей из железоуглеродистых сплавов включает приготовление насыщающей смеси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602217
Дата охранного документа: 10.11.2016
10.05.2018
№218.016.48dc

Термолюминесцентное вещество

Изобретение относится к материалам дозиметрии ионизирующих излучений и может быть использовано в приборах регистрации излучений в окружающей среде, в радиологических исследованиях пищевых продуктов. Термолюминесцентное вещество имеет состав PbCdBO: Eu и получено при добавлении оксида европия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651255
Дата охранного документа: 18.04.2018

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД